CN202025103U - 一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片，该多功能滤光片包括有透明基底，该透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有截止滤光膜，另一侧镀有偏振分光膜，所述滤光片上两侧膜结构的入射角均定义为45±3°。本实用新型的多功能滤光片可分别应用到波分复用系统和偏振相关型隔离器系统中，也可以应用到它们的集成系统中，增加滤光片的通用性，并且能够减少集成系统中一个元件，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学器件，特别是涉及到一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片。该滤光片可单独用于光隔离器中，也可单独用于波分复用器件中，还可用于二者集成的光学器件中，同时发挥偏振分光和波分复用的功能。
背景技术
光隔离器在光通讯及工业激光应用领域广泛应用，是一种非互易传输光的光无源器件，用于允许正向传输光正常通过此产品，并耦合到输出波导中，同时阻止反向传输光耦合到输入波导中，造成光学系统（尤其是激光器）工作不稳定。目前实际应用中包含在线型（偏振不相关）和自由空间型（偏振相关）两类，在激光器封装中主要使用自由空间型（偏振相关）。
目前大量商用的自由空间隔离器采用两片偏振片和一片45°法拉第旋光器组成，45°法拉第放在两片偏振片之间，两片偏振片的偏振方向相差45°。当光正向传输时，光可以无损耗地通过。当光反向传输时，与第二片偏振片偏振方向垂直的部分直接被偏振片吸收，与偏振方向平行的部分无损耗透过，然后进入法拉第旋光器；由于法拉第旋光器的旋转方向只决定于磁场方向，不会随着光的入射方向而改变，因此继续沿着和正向传输时一样的方向旋转45°到达第一偏振片，此时光的偏振态与第一偏振片的偏振方向垂直，光被第一偏振片吸收，不能投射到输入波导中。但是，此设计方案的成本较高。另外，还有部分隔离器采用两个双折射晶体和一片45°法拉第旋光器组成。当光正向传输时，偏振光已o光顺利通过，当光反向传输时，回返光与入射光产生一定位移而不能进入发光元件，达到光隔离的目的。
波分复用系统在通信领域发挥着重要作用，通过对波长选择性的反射和透射，可使不同波段的光进入不同的系统。在目前的BOSA系统中，一端来自光纤的信号光（上行或下行）经过波分复用滤光片，经45°反射进入光电探测器，而另一端激光器发出的光（下行或上行）经过该滤光片，透射进入光纤系统中，从而实现单纤双向的功能。目前，波分复用滤光片的功能只是针对波段的分光，不能满足隔离器对偏振光的要求。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新型的集合偏振分光和波分复用的多功能滤光片。该滤光片要求可分别应用到波分复用系统和偏振相关型隔离器系统中，也可以应用到它们的集成系统中，增加滤光片的通用性，并且能够减少集成系统中一个元件，降低成本。
为了达到上述发明目的，本实用新型提供的技术方案如下：
一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片，该多功能滤光片包括有透明基底，该透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有截止滤光膜，另一侧镀有偏振分光膜，所述滤光片上两侧膜结构的入射角均定义为45±3°。
在本实用新型的多功能滤光片中，所述的截止滤光膜为对波长为λ1的入射光高反射、对波长为λ2的入射光高透射的多层膜。
在本实用新型的多功能滤光片中，所述的偏振分光膜为对波长为λ2的入射光偏振分光、使其P分量透射，S分量反射的多层膜。
在本实用新型的多功能滤光片放置时入射光线与滤光片的法线夹角为45±3°。
基于上述技术方案，本实用新型的多功能滤光片与其他现有技术的滤光片相比具有如下技术优点：
1.增加了滤光片的通用性，本实用新型的滤光片可以单独应用到波分复用系统中，也可以单独应用在偏振相关型隔离器系统中，还可以应用到波分复用和偏振相关的光隔离器的集成系统中。
2.本实用新型的滤光片应用到波分复用和偏振相关的光隔离器的集成系统中，一个元器件就可以完成两项功能，减小了集成系统的器件数量，减小体积的同时也降低了制作成本。
附图说明
图1是本实用新型集偏振分光和波分复用的多功能滤光片的结构示意图。
图2是本实用新型多功能滤光片上截止滤光膜的光谱设计图。
图3是本实用新型多功能滤光片上偏振分光膜的光谱设计图。
图4是本实用新型的多功能滤光片在波分复用系统中的应用原理示意图。
图5是本实用新型的多功能滤光片在偏振相关型光隔离器中的应用原理示意图。
具体实施方式
下面我们结合附图和具体的实施例来对本实用新型集偏振分光和波分复用的多功能滤光片进行进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解本实用新型的结构和应用状况，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。
首先请看图1，图1是本实用新型集偏振分光和波分复用的多功能滤光片的结构示意图。由图可知，本实用新型集偏振分光和波分复用的多功能滤光片在结构上包括有透明基底3，该透明基底3的两侧均镀有膜结构。具体是在该透明基底3的一侧镀有截止滤光膜1，另一侧镀有偏振分光膜2。镀有截止滤光膜1和偏振分光膜2的透明基底3合成为多功能滤光片4。
在上述的多功能滤光片4中，截止滤光膜1为多层膜，其对波长为λ1的入射光高反射、对波长为λ2的入射光高透射。截止滤光膜1的光谱设计如图2所示。图中λ2波长的光透射率接近100%，即高透射；λ1波长的光透射率接近0，即高反射。
在本实用新型的多功能滤光片中，所述的偏振分光膜2也为多层膜。其对波长为λ2的入射光偏振分光，使入射光中的P分量透射，S分量反射。偏振分光膜2的光谱设计如图3所示。图中λ2的P分量透射率接近100%，而S分量透射率接近0，实现偏振分光。
本实用新型的多功能滤光片在设计时，要求滤光片上两侧膜结构的入射角均定义为45±3°。这样，在本实用新型的滤光片在应用时，要求其放置时入射光线与滤光片法线的夹角也是45±3°。
作为本实用新型的多功能滤光片的一种实际应用，在波分复用系统中的滤光片的应用原理如图4所示。在波分复用系统中，半导体激光器LD发出的偏振光λ2以45°入射到滤光片界面上，由于滤光片上的两个膜层偏振分光膜2和截止滤光膜1相对于λ2中的P光都是高透射，因此调节激光器的偏振方向在入射面以内（即P光），λ2波长的光可顺利透过该滤光片进入下一个光学元件中。而反方向过来的信号光λ1首先入射到滤光片的截止滤光膜1上，由于截止滤光膜1相对λ1是高反射的，因此λ1信号光被反射进入探测器PD。
本实用新型的多功能滤光片4在偏振相关型隔离器系统中作为偏振分光片使用，其应用原理如图5所示。经过隔离器中的偏振片或双折射晶体和法拉第旋转器的入射光λ2以P光顺利通过多功能滤光片4进入下一个光学元件。反射的λ2光不管以何种偏振都可以高透射地通过截止滤光膜1，从而到达偏振分光膜2。在偏振分光膜2的界面上S光被反射没有原路返回，从而被隔离。入射光λ2中P光被透射，但由于其偏振方向的关系，在经过隔离器系统中的法拉第旋转器和偏振片或双折射晶体等元件时，光会被吸收、散射或偏离，从而达到被隔离的效果。
Claims (4)
1.一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片，其特征在于，该滤光片包括有透明基底，该透明基底的两侧均镀有膜结构，其中一侧镀有截止滤光膜，另一侧镀有偏振分光膜，所述滤光片上两侧膜结构的入射角均定义为45±3°。
2.根据权利要求1所述的一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片，其特征在于，所述的截止滤光膜为对波长为λ1的入射光高反射、对波长为λ2的入射光高透射的多层膜。
3.根据权利要求1所述的一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片，其特征在于，所述的偏振分光膜为对波长为λ2的入射光偏振分光、使其P分量透射，S分量反射的多层膜。
4.根据权利要求1所述的一种集偏振分光和波分复用的多功能滤光片，其特征在于，该多功能滤光片放置时入射光线与滤光片的法线夹角为45±3°。
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