DD152212A1

DD152212A1 - OPTICAL SYSTEM FOR CONVERTING THE POLARIZATION OF LIGHT

Info

Publication number: DD152212A1
Application number: DD22261280A
Authority: DD
Inventors: Volkmar Norkus
Original assignee: Volkmar Norkus
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1981-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches System zur Umwandlung von unpolarisiertem in linaer polarisiertes Licht mit hoher Lichtausbeute zur Anwendung in der optischen Nachrichtenuebertragung und Messtechnik. Ziel der Erfindung ist die weitgehend ungedaempfte lineare Polarisierung des Lichtes. Die Erfindung loest die Aufgabe, unpolarisiertes in linear polarisiertes Licht ohne wesentlichen Informationsverlust umzuwandeln. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz gegenueber einer Austrittsseite des Polarisationsprismas ein die dort austretende Komponente des Lichtstrahles in etwa parallel zur Richtung der anderen Komponente umlenkender Spiegel angeordnet, im Strahlengang einer Komponente ein die Ebene dieser Komponente in die Ebene der anderen Komponente drehendes optisches Element, vorzugsweise eine Lambda/2-Platte, eingebracht und gegebenenfalls optische Mittel zur Buendelung der Komponenten, z.B. zwei v-foermig aneinandergekittete planparallele Platten, vorhanden sind.The invention relates to an optical system for the conversion of unpolarized into polarized polarized light with high luminous efficacy for use in optical communication and measurement technology. The aim of the invention is the largely ungedaempfte linear polarization of the light. The invention solves the problem of converting unpolarized into linearly polarized light without significant loss of information. According to the invention, the object is achieved by arranging a component of the light beam which deflects there in a direction approximately parallel to the direction of the other component opposite an exit side of the polarization prism, in the beam path of a component an optical element rotating the plane of this component into the plane of the other component , preferably a lambda / 2 plate, introduced and optionally optical means for bundling the components, eg two v-formably pinned plane-parallel plates, are present.

Description

, Titel der Erfindung, Title of the invention

. ',Optisches System zur Umwandlung der Polarisation von;Licht Anwendungsgebiet der Erfindung, 'Optical system for converting the polarization of; Light Field of application of the invention

Die Erfindung·· betri.fft.-ein optisches System zur Umwandlung von unpölarisiertem in linear polarisiertes Licht mit hoher Lichtausbeute zur Anwendung in der optischen Nachrichtenübertragung und Meßtechnik»The invention relates to an optical system for the conversion of unpolarized to linearly polarized light with high luminous efficacy for use in optical communication and measuring technology.

.!Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

ι .... ...· . ·· .ι .... ... ·. ··.

Zur·-Umwandlung von unpölarisiertem Licht in linear polarisiertes Licht werden bisher optische Gitter oder Polarisationsprismen' eingesetzt . Bei der Verwendung von optischen Gittern werden nur die Schwingungskomponenten der elektrischen Feldstärke der Lichtwelle.senkrecht zu den Gitterele-For the conversion of unpolarized light into linearly polarized light, hitherto optical grids or polarization prisms have been used. When using optical gratings, only the vibration components of the electric field strength of the light wave are perpendicular to the grating elements.

' menten hindurchgelassen. Es tritt ein Lichtverlust der Ausgangsiichtleistung von 3 dB auf. Die Erzeugung von linear, polarisierten! Licht mit Hilfe von Polarxsationsprismen ,(z.B. Nicoisches Pri-srna) beruht darauf, daß an einer optischen Grenzfläche'der unpolarisierte Lichtstrahl in zwei'Menten passed. There is a light loss of the output power of 3 dB. The generation of linear, polarized! Light with the help of polarization prisms, (e.g., Nicoic Pri-srna) is based on the fact that at one optical interface, the unpolarized light beam is split into two

ι Teilstrahlen zerlegt-,wird, die einen bestimmten Winkel untereinander einschließen und senkrecht zueinander linear polarisiert sind. Einer der linear polarisierten Teilstrahlen wird genutzt. Das hat ebenfalls einen Lichtverlust von 3 dBι partial beams decomposed, is, which include a certain angle with each other and perpendicular to each other are linearly polarized. One of the linearly polarized partial beams is used. This also has a light loss of 3 dB

-2--2-

der Ausgangslichtleistung zur Folge. Es ist bekannte daß Teilelemente der optischen Nachrichtenübertragung und Meßtechnik, wie z.B. Schalter ,Abzweige oder Dämpfungsglieder, einfacher und ökonomischer ausgeführt werden können, wenn sie mit linear' polarisiertem Licht !arbeiten. Diesen Vorteilen steht bisher der Nachteil einer hohen Grunddämpfung des gesamten Übertragungsweges vor allem durch den Polarisator entgegen«the output light power result. It is known that subelements of the optical communication and measuring technique, such as e.g. Switches, branches or attenuators can be made simpler and more economical when working with linearly polarized light! These advantages have hitherto been counteracted by the disadvantage of a high basic attenuation of the entire transmission path, in particular by the polarizer.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die .weitgehend ungedämpfte lineare Polarisierung des Lichtes.The aim of the invention is the. Virtually undamped linear polarization of the light.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe, unpolarisiertes in ljinearThe invention solves the problem of unpolarized in ljinear

ι polarisiertes Licht ohne wesentlichen.Informationsverlust umzuwandeln» , ·......ι polarized light without substantial.Information loss to convert », ......

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß¹ gegenüber einer Austrittsseite des Polarisationsprismas ein dieAccording to the invention the object is achieved in that ¹ with respect to an exit side of the polarization prism a the

dort austretende Komponente des Lichtstrahles in etwa parallel zur Richtung der-anderen Komponente umlenkender Spiegel angeordnet, im Strahlengang einer Komponente ein die Ebene dieser Komponente in die Ebene der anderen Komponente drehendes optisches Element ,vorzugsweise eine λ/2 -Platte, eingebracht und gegebenenfalls optische Mittel zur Bündelung der Komponenten_ä' ζ.B. zwei V- förmig aneinandergekittete, planparallele Platten, vorhanden sind. Das unpolarisierte Licht wird zunächst wie bekannt im Polarisationsprisma in seine orthogonalen, lineaF polarisierten Komponenten aufgeteilt. Über den Spiegel wird die eine Komponente in die Richtung und über das polarisationseb.enen- :drehende Element in die Polarisationsebene der anderen Kom-'ponente gelenkt bzw. gedreht ._vDie Spiegelneigung und der'Abstand zum nächsten Element der Übertragungsstrecke können so eingestellt werden« daß die Komponenten im Element zusammen-Arranged there component of the light beam in approximately parallel to the direction of the other component deflecting mirror, in the beam path of a component, a plane of this component in the plane of the other component rotating optical element, preferably a λ / 2 plate, introduced and optionally optical means for bundling the components _a 'ζ.B. two V-shaped zusammengegeittete, plane-parallel plates, are present. The unpolarized light is first split as known in the polarization prism into its orthogonal, linear polarized components. About the mirror, the one component in the direction and on the polarizationseb.enen-: rotating element in the plane of polarization of the other Kom '-ponente steered or rotated. _v The mirror tilt and the distance to the next element of the transmission line can be adjusted so that the components in the element are combined.

— 3— ' ει» «ώ» eä» ¹^- 3- 'ει »« e »eä» ¹ ^

ι treffen. Ihre Bündelung ist aber auch durch weitere optische ι -Mittel'!möglich. Entscheidend ist, daß die Informationen beider Komponenten im nächsten Element der Übertragungsstrecke nach der Umwandlung im wesentlichen voll erhalten bleiben.meet. But their bundling is also possible through further optical means! It is crucial that the information of both components in the next element of the transmission path after the conversion remain substantially fully preserved.

. · Die Lichtintensität liegt nur wenige Prozent, die durch die , · The light intensity is only a few percent, due to the

Übergangsverluste an Grenzflächen und Reflexionen hervor- ! gerufen werden, unter der Ausgangsleistung des einfallenden Lichtbündels. jTransient losses at interfaces and reflections! be called below the output power of the incident light beam. j

j j

Ausführungsbeispiel '· ίEmbodiment '· ί

1 I '1 I '

.ν ^l " ι .ν ^l " ι

j . In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Lösung dargestellt. j. In the drawing, a solution according to the invention is shown.

' ' Ein annähernd paralleles, nicht linear polarisiertes Lichtbündel 1 durchscheint das Polarisationsprisma 4 und wird an der,das Polarisationsprisma durchquerenden Grenzfläche in .zwei senkrecht aufeinanderstehende und senkrecht zueinander linear polarisierte Teilstrahlen 2,3 aufgeteilt. Der!Teilstrahl 2 verläßt in Richtung des ankommenden Strahlenbündels 1 das Polarisationsprisma 4 und ist senkrecht polarisiert. Der zweite, waagerecht polarisierte Teilstrahl 3, tritt in das Prisma 5 senkrecht ein und wird an der verspiegelten Seite, die derart geneigt und bemessen ist, daß der reflektierte Teilstrahl 3 annähernd parallel zum Teilstrahl 2 'ist, reflektiert. Der reflektierte waagerecht polarisierte Teilstrahl 3 trifft senkrecht auf .d₍ie λ/2- Platte 7 und seine Polarisationsebene wird um 90 gedreht, so daß der aüstretende Teilstrahl 3 nun ebenfalls senkrecht polarisiert ist . und somit die gleiche Polarisationsrichtung wie Teilstrahl 2 hat. Es werden zwei V-förmig aneinandergekittete Plahparallelplatten 8 derart bemessen und.angeordnet in den Strahlengang dieser linear polarisierten Teilstrahlen 2,3 gebracht, daß diese einen Parallelversatz der Teilstrahlen bewirkenAn approximately parallel, non-linearly polarized light beam 1 shines through the polarization prism 4 and is split at the interface crossing the polarization prism into two sub-beams 2, 3 which are perpendicular to one another and perpendicular to one another. The partial beam 2 leaves in the direction of the incoming beam 1 the polarization prism 4 and is polarized vertically. The second, horizontally polarized partial beam 3, perpendicular to the prism 5 and is on the mirrored side, which is inclined and dimensioned so that the reflected partial beam 3 is approximately parallel to the partial beam 2 ', reflected. The reflected horizontally polarized sub-beam 3 is perpendicular to .d ₍ ie λ / 2 plate 7 and its plane of polarization is rotated 90, so that the aürstretende sub-beam 3 is now also polarized vertically., And thus has the same polarization direction as sub-beam 2. Es are two V-shaped angekgeete Plahparallelplatten 8 dimensioned such. And brought in the beam path of these linearly polarized partial beams 2.3, that they cause a parallel offset of the partial beams

.· -'... I ···· I

und sich die Querschnitte der Teilstrahlen an den Umfangen ' berühren. Es entsteht ein linear polarisiertes, annähernd •paralleles Lichtbündel 9, das aus zwei Teilstrahlen 2,3 gebildet wird.and touching the cross sections of the partial beams at the Umfang '. The result is a linearly polarized, approximately parallel beam of light 9, which is formed from two partial beams 2, 3.

Dieses linear polarisierte Lichtbündel 9 kann für die Reali-This linearly polarized light beam 9 can be used for realistic

sierung optischer Funktionsglieder (Dämpfungsglieder,Abzweige usw.) in optischen Nachrichtenübertragungswegen und für meßtechnische Zwecke verwendet werden. . jtion optical function members (attenuators, branches, etc.) in optical communication paths and be used for metrological purposes. , j

Claims

invention claim

Optical system for the conversion of unpolarized into linearly polarized light with a polarization prism, characterized in that. Opposite an exit side of the polarization prism arranged there, a component of the light beam in approximately parallel to the direction of the other component deflecting mirror disposed in Optical path of one component is an optical element rotating the plane of this component into the plane of the other component, preferably a λ / 2 plate, and optionally optical means for focusing the components, ζ.Β. two V-shaped parallel plates , available.

plan-