CN214252710U - 一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，通过所述第一旋转机构带动所述输入自聚焦透镜旋转，所述第二旋转机构带动所述沿垂直轴旋转，所述第三旋转机构带动所述第二直角棱镜旋转，使得通过所述输入自聚焦透镜的输出光，输入至所述第一直角棱镜，然后通过所述第一直角棱镜的斜面输入至所述第二直角棱镜，进而通过所述第二直角棱镜的斜面反射至所述第三直角棱镜的直角边，最后通过所述第三直角棱镜的斜面反射至所述输出自聚焦透镜，从而实现将任意的输入偏振态转换为任意所需的输出偏振态，因为所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜的尺寸较小，结构紧凑，从而有效减少偏振控制器的体积和造价。

Description

一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器

技术领域

本实用新型涉及纤通信系统技术的偏振控制技术领域，尤其涉及一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器。

背景技术

偏振控制器是光纤通信和光纤传感系统中的必备元件，用于调整光纤中光信号的偏振态。因为无论在相干光通信或者在相干检测技术中，偏振态的一致性是相干的基本前提。无论在实验室的实验系统中，或者在工业测量仪表或者在光通信的光端机中，偏振控制器都是必不可少的元件，应用广泛。目前的偏振控制器大约有以下几种：

(1)手动的基于3个光纤环的偏振控制器，它是将光纤直接缠绕在3个金属或者非金属环上，对于每一个环来说，光纤的内侧受压、外侧受拉，从而在平行于环面方向上折射率发生变化，而在垂直于环面的方向上没有受力，所以折射率不变，二者形成双折射，产生一定的相位差。然后旋转这3个环，就可以使偏振轴旋转，成为1/4波长、1/2波长和1/4波长的3个相移器的级联，从而达到调节偏振态的目的。其优点是结构简单，缺点是环的直径受弯曲损耗的限制，不能太小，从而这种偏振控制器在设备中占地很大，不便使用。同时，也不够稳定。

(2)基于挤压光纤的偏振控制器，它由一段光纤在手动或者电动压力下，形成一定的双折射，进而旋转挤压机构，这样等于旋转双折射轴，最终达到偏振控制的目的。这种偏振控制器的缺点是光纤不能过度挤压，首先会使光纤断裂，而且也不易恢复原状，相对来说也不能制作得太小。

(3)利用电光晶体制作的偏振控制器，利用电光晶体在电场作用下产生双折射的原理制作，由于晶体的实际电光系数非常小，要产生足够的双折射要么施加的电压要很大，要么晶体要很薄，而且要镀金，这使得这种偏振控制器的价格极其昂贵，无法在一般设备和系统中使用，另一个问题是，为了产生足够的相移，晶体的长度要相当长，通常在数个厘米的量级，也不能小型化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，旨在解决现有技术中的现有的偏振控制器体积大(光纤环、挤压光纤)和价格昂贵的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，包括基座、输入自聚焦透镜、第一卡具、第一旋转机构、第一基板、第一直角棱镜、第二卡具、第二旋转机构、安装架、第二基板、第二直角棱镜、第三卡具、第三旋转机构、第三基板、第三直角棱镜和输出自聚焦透镜，所述基座上设置有所述第三旋转机构，所述第三旋转机构上设置有所述第三基板，所述第三基板上设置有所述第三卡具和所述第二旋转机构，所述第三卡具上设置有所述第二直角棱镜，所述第二旋转机构上设置有所述第二基板，所述第二基板上设置有所述第二卡具和所述第一旋转机构，所述第二卡具上设置有所述第一直角棱镜，所述第一旋转机构上设置有所述第一基板，所述第一基板设置有所述第一卡具，所述第一卡具上设置有所述输入自聚焦透镜；

所述第一旋转机构绕所述输入自聚焦透镜的轴向旋转，其方向为第一水平轴，所述第二旋转机构绕垂直于所述第一水平轴旋转，其方向为垂直轴，所述第三旋转机构绕平行于所述第一水平轴旋转，其方向为第二水平轴；所述基座的一侧设置有所述安装架，所述安装架上设置有所述第三直角棱镜和所述输出自聚焦透镜；所述第一直角棱镜的输入端与所述输入自聚焦透镜的输出端相对应，所述第一直角棱镜的输出端与所述第二直角棱镜的输入端相对准，所述第二直角棱镜的输出端与所述第三直角棱镜的输出端相对准，所述第三直角棱镜的输出端与所述自聚焦透镜的输入端相对准。

其中，所述安装架上还设置有第四直角棱镜，所述第四直角棱镜位于所述第三直角棱镜与所述输出自聚焦透镜之间，所述第四直角棱镜的一个直角面与所述第三直角棱镜的直角面相对准，所述第四直角棱镜的另一个直角面与所述输出自聚焦透镜相对准。

其中，所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜均采用相对折射率大于1.6的玻璃制成。

其中，所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜均采用相对折射率大于2的各向同性晶体制成。

其中，所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜的尺寸均为1x1x1mm³。

所述自聚焦透镜的直径为1mm。

本实用新型的有益效果体现在：通过所述第一旋转机构带动所述输入自聚焦透镜沿第一水平轴旋转，所述第二旋转机构带动所述第一直角棱镜沿垂直轴旋转，所述第三旋转机构带动所述第二直角棱镜沿第二水平轴旋转，从而使得通过所述输入自聚焦透镜的输出光，输入至所述第一直角棱镜，然后通过所述第一直角棱镜的斜面输入至所述第二直角棱镜，进而通过所述第二直角棱镜的斜面反射至所述第三直角棱镜的直角边，最后通过所述第三直角棱镜的斜面反射至所述输出自聚焦透镜，从而实现将任意的输入偏振态转换为任意所需的输出偏振态，因为所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜的尺寸较小，布置紧凑，从而有效减少偏振控制器的体积和造价。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的基于3个直角棱镜的小型偏振控制器的结构示意图。

1-输入自聚焦透镜、2-第一卡具、3-第一基板、4-第一直角棱镜、5-第二卡具、6-第二基板、7-第二直角棱镜、8-第三卡具、9-第三基板、10-第三直角棱镜、11-输出自聚焦透镜、12-第一水平轴、13-垂直轴、14-第二水平轴、15-第四直角棱镜。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本实用新型提供了一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，包括基座、输入自聚焦透镜1、第一卡具2、第一旋转机构、第一基板3、第一直角棱镜4、第二卡具5、第二旋转机构、安装架、第二基板6、第二直角棱镜7、第三卡具8、第三旋转机构、第三基板9、第三直角棱镜10和输出自聚焦透镜11，所述基座上设置有所述第三旋转机构，所述第三旋转机构上设置有所述第三基板9，所述第三基板9上设置有所述第三卡具8和所述第二旋转机构，所述第三卡具8上设置有所述第二直角棱镜7，所述第二旋转机构上设置有所述第二基板6，所述第二基板6上设置有所述第二卡具5和所述第一旋转机构，所述第二卡具5上设置有所述第一直角棱镜4，所述第一旋转机构上设置有所述第一基板3，所述第一基板3设置有所述第一卡具2，所述第一卡具2上设置有所述输入自聚焦透镜1；

所述第一旋转机构绕所述输入自聚焦透镜1的轴向旋转，其方向为第一水平轴12，所述第二旋转机构绕垂直于所述第一水平轴12旋转，其方向为垂直轴13，所述第三旋转机构绕平行于所述第一水平轴12旋转，其方向为第二水平轴14；所述基座的一侧设置有所述安装架，所述安装架上设置有所述第三直角棱镜10和所述输出自聚焦透镜11；所述第一直角棱镜4的输入端与所述输入自聚焦透镜1的输出端相对准，所述第一直角棱镜4的输出端与所述第二直角棱镜7的输入端相对准，所述第二直角棱镜7的输出端与所述第三直角棱镜10的输出端相对准，所述第三直角棱镜10的输出端与所述自聚焦透镜的输入端相对准。

在本实施方式中，所述第一旋转机构绕所述输入自聚焦透镜1的轴向旋转，其方向为第一水平轴12，所述第二旋转机构绕垂直于所述第一水平轴12旋转，其方向为垂直轴13，所述第三旋转机构绕平行于所述第一水平轴12旋转，其方向为第二水平轴14，通过所述第一旋转机构带动所述输入自聚焦透镜1沿第一水平轴12旋转，所述第二旋转机构带动所述第一直角棱镜4沿垂直轴13旋转，所述第三旋转机构带动所述第二直角棱镜7沿第二水平轴14旋转，从而使得通过所述输入自聚焦透镜1的输出光，输入至所述第一直角棱镜4，然后通过所述第一直角棱镜4的斜面输入至所述第二直角棱镜7，进而通过所述第二直角棱镜7的斜面反射至所述第三直角棱镜10的直角边，最后通过所述第三直角棱镜10的斜面反射至所述输出自聚焦透镜11，从而实现将任意的输入偏振态转换为任意所需的输出偏振态，因为所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10的尺寸较小，从而有效减少偏振控制器的体积和造价。

进一步地，所述安装架上还设置有第四直角棱镜15，所述第四直角棱镜15位于所述第三直角棱镜10与所述输出自聚焦透镜11之间，所述第四直角棱镜15的一个直角面与所述第三直角棱镜10的直角面相对准，所述第四直角棱镜15的另一个直角面与所述输出自聚焦透镜11相对准。

在本实施方式中，通过所述第四直角棱镜15的斜面将所述第三直角棱镜10输出的光，反射至水平放置的所述输出自聚焦透镜11内，从而使得输出光沿水平方向通过光纤输出。

进一步地，所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10均采用相对折射率大于1.6的玻璃制成。

在本实施方式中，所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10均采用相对折射率大于1.6的玻璃制成，从而保证较大的动态范围。

进一步地，所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10均采用相对折射率大于2的各向同性晶体制成。

在本实施方式中，所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10均采用相对折射率大于2的各向同性晶体制成，从而保证较大的动态范围。

进一步地，所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10的尺寸均为1x1x1mm³。

在本实施方式中，采用尺寸为1x1x1mm³的所述第一直角棱镜4、所述第二直角棱镜7和所述第三直角棱镜10，从而减少偏振控制器的体积，进而节省制造成本。

进一步地，所述自聚焦透镜的直径为1mm。

在本实施方式中，采用直径为1mm的所述自聚焦透镜，从而进一步减少偏振控制器的体积。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，其特征在于，

包括基座、输入自聚焦透镜、第一卡具、第一旋转机构、第一基板、第一直角棱镜、第二卡具、第二旋转机构、安装架、第二基板、第二直角棱镜、第三卡具、第三旋转机构、第三基板、第三直角棱镜和输出自聚焦透镜，所述基座上设置有所述第三旋转机构，所述第三旋转机构上设置有所述第三基板，所述第三基板上设置有所述第三卡具和所述第二旋转机构，所述第三卡具上设置有所述第二直角棱镜，所述第二旋转机构上设置有所述第二基板，所述第二基板上设置有所述第二卡具和所述第一旋转机构，所述第二卡具上设置有所述第一直角棱镜，所述第一旋转机构上设置有所述第一基板，所述第一基板设置有所述第一卡具，所述第一卡具上设置有所述输入自聚焦透镜；

所述第一旋转机构绕所述输入自聚焦透镜的轴向旋转，其方向为第一水平轴，所述第二旋转机构绕垂直于所述第一水平轴旋转，其方向为垂直轴，所述第三旋转机构绕平行于所述第一水平轴旋转，其方向为第二水平轴；所述基座的一侧设置有所述安装架，所述安装架上设置有所述第三直角棱镜和所述输出自聚焦透镜；所述第一直角棱镜的输入端与所述输入自聚焦透镜的输出端相对准，所述第一直角棱镜的输出端与所述第二直角棱镜的输入端相对准，所述第二直角棱镜的输出端与所述第三直角棱镜的输出端相对准，所述第三直角棱镜的输出端与所述自聚焦透镜的输入端相对准。

2.如权利要求1所述的基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，其特征在于，

所述安装架上还设置有第四直角棱镜，所述第四直角棱镜位于所述第三直角棱镜与所述输出自聚焦透镜之间，所述第四直角棱镜的一个直角面与所述第三直角棱镜的直角面相对准，所述第四直角棱镜的另一个直角面与所述输出自聚焦透镜相对准。

3.如权利要求1所述的基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，其特征在于，

所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜均采用相对折射率大于1.6的玻璃制成。

4.如权利要求1所述的基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，其特征在于，

所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜均采用相对折射率大于2的各向同性晶体制成。

5.如权利要求1所述的基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，其特征在于，

所述第一直角棱镜、所述第二直角棱镜和所述第三直角棱镜的尺寸均为1x1x1mm³。

6.如权利要求1所述的基于3个直角棱镜的小型偏振控制器，其特征在于，

所述自聚焦透镜的直径为1mm。

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