專利名稱：分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學元件，尤其是涉及一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器。
背景技術：
光圓偏振調制器在手性物質的檢測識別和自旋電子器件中有著重要的作用。在手性物質中，如果同時傳播左旋右旋圓偏振光，會產生不同的旋光度。另外由于左旋和右旋圓偏振光在手性物質中具有不同的傳播常數，會導致圓的二色性出現，成為檢測識別手性物質的重要依據。在自旋電子器件中，由于圓偏振光旋轉的電場矢量，能使得以光注入方式的光子器件的注入效率有極大提高，從而提高器件的性能。
該光圓偏振調制器是通過某種作用方式作用在壓電陶瓷材料上，改變壓電陶瓷材料雙折射率從而改變壓電陶瓷材料中傳播的偏振光的相位差，即改變其在傳播方向上的偏振特性。于是，通過調整作用方式的強度和極性，就能迅速地得到左旋和右旋的圓偏振光，以及其他偏振態(tài)的偏振光。而傳統(tǒng)的偏振光學元件主要是通過四分之一波片對光的相位進行延遲而得到或者左旋或者右旋的圓偏振光，即只能產生單一的光偏振態(tài)，而無法進行這兩種光圓偏振態(tài)的連續(xù)切換調制。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，充分利用了壓電陶瓷材料的可調雙折射特性，能夠連續(xù)進行左旋和右旋的圓偏振光切換調制，以及其他偏振態(tài)的調制，以用來進行手性物質的檢測識別。
為了達到本實用新型的目的，本實用新型所采用的技術方案是入射光依次通過偏振光學器件和由調制控制器控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件，并以光路連接組合而成，輸出左旋或右旋圓偏振光。
本實用新型具有的有益效果是本實用新型由于充分利用了壓電陶瓷材料的可調雙折射特性，因而方便地構成了光圓偏振調制器，從而滿足了用戶對左右圓偏振光的快速連續(xù)調制的需求，同時可以進行極好圓偏振度的圓偏振光調制。本實用新型可以進行任意光偏振態(tài)的連續(xù)調制，并能迅速實現在各種光偏振態(tài)間的切換，尤其是對左旋和右旋的圓偏振光，這為手性物質的檢測和提高自旋電子器件的光注入效率帶來了極大的便利。另外本實用新型還可以應用在通訊系統(tǒng)中，用作偏振調制編碼器，以對通訊傳輸進行擴容。具有實用、方便的特點。


圖1是本實用新型的結構原理示意圖；圖2是本實用新型的壓電陶瓷組件結構原理示意圖。
圖中1、入射光，2、輸入耦合裝置，3、偏振光學器件，4、壓電陶瓷組件，5、輸出耦合裝置，6、左旋或右旋圓偏振光，7、調制控制器，4.1、薄膜電極，4.2、雙折射特性可調的壓電陶瓷材料。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，入射光1依次通過偏振光學器件3和由調制控制器7控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件4，并以光路連接組合而成，輸出左旋或右旋圓偏振光6。
在入射光1入射偏振光學器件3之前的光路上設置具有準直功能的輸入耦合裝置2，如工作距離為5cm的光纖準直器。
在調制控制器7控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件4出射左旋或右旋圓偏振光6的光路上設置具有準直或聚焦功能的輸出耦合裝置5。
在入射光1和偏振光學器件3之前的光路上設置具有準直功能的輸入耦合裝置2，同時在調制控制器7控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件4出射左旋或右旋圓偏振光6的光路上設置具有準直或聚焦功能的輸出耦合裝置5。
所述的偏振光學器件3是一個能將任何偏振態(tài)的入射光轉換為線偏振光的偏振光學器件。如格蘭-湯姆遜棱鏡。
如圖2所示，所述的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件4是由上下兩面附有薄膜電極4.1的壓電陶瓷材料4.2組成的，通過導線連接在調制控制器7的正負兩極。壓電陶瓷材料如PLZT(摻鑭鋯鈦酸鉛)等。
所述的調制控制器7是一個能對壓電陶瓷材料4.2提供電場、磁場或壓力的器件。如直流穩(wěn)壓電壓源。
本實用新型的工作原理如下圖1表示出本實用新型的原理結構圖，入射光1通過輸入耦合裝置2，進入偏振光學器件3后，轉化為振動方向與壓電陶瓷組件4的快軸成45°的線偏振光。圖中偏振光學器件3與由調制控制器7控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件4可以是集成在一起作為一個整體組件工作，也可以作為彼此獨立的光學元件分步地工作。集成在一起工作還是相互獨立分步地工作要根據選擇的材料和調制方式決定，不具有絕對性。線偏振光通過壓電陶瓷組件4時，用調制控制器7對壓電陶瓷組件4的雙折射率改變量進行調制，以改變偏振光的偏振態(tài)，輸出光通過輸出耦合裝置5對光線進行聚焦或者準直得到左旋或右旋圓偏振光6。
圖1中對于所有的元器件的位置只是示意的畫出，根據設計的需要，有的可以集成在一起，也可以彼此獨立分步地工作，其位置不具有絕對性。
以上是以分立結構為例，說明了本實用新型的具體實施方案，但本實用新型的實施不限于采用分立的調制結構。
如圖2所示，本實用新型的光圓偏振調制器包括電調制控制器7、薄膜電極4.1通過導線連接在電壓調制控制器7的正負兩極。壓電陶瓷材料4.2，其快軸和慢軸分別在垂直和水平方向。
本實施例中，壓電陶瓷材料4.2采用PLZT材料。材料和其工作的波長參數都不具有絕對性。例如，選擇材料摻鑭的比例，通光窗口的波長，兩電極間壓電陶瓷材料的厚度，電極采用何種材料，通光方向上壓電陶瓷材料的厚度，這些數據都具有一定的隨意性。
上述實施例用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權利要求的保護范圍內，對本實用新型做出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于入射光(1)依次通過偏振光學器件(3)和由調制控制器(7)控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件(4)，并以光路連接組合而成，輸出左旋或右旋圓偏振光(6)。
2.根據權利要求1所述的一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于在入射光(1)入射偏振光學器件(3)之前的光路上設置具有準直功能的輸入耦合裝置(2)。
3.根據權利要求1所述的一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于在調制控制器(7)控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件(4)出射左旋或右旋圓偏振光(6)的光路上設置具有準直或聚焦功能的輸出耦合裝置(5)。
4.根據權利要求1所述的一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于在入射光(1)入射偏振光學器件(3)的光路上設置具有準直功能的輸入耦合裝置(2)，同時在調制控制器(7)控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件(4)出射左旋或右旋圓偏振光(6)的光路上設置具有準直或聚焦功能的輸出耦合裝置(5)。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于所述的偏振光學器件(3)是一個能將任何偏振態(tài)的入射光轉換為線偏振光的偏振光學器件。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于所述的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件(4)是由上下兩面附有薄膜電極(4.1)的壓電陶瓷材料(4.2)組成的，通過導線連接在調制控制器(7)的正負兩極。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器，其特征在于所述的調制控制器(7)是一個能對壓電陶瓷材料(4.2)提供電場、磁場或壓力的器件。
專利摘要本實用新型公開了一種分立元件型壓電陶瓷材料光圓偏振調制器。入射光依次通過偏振光學器件和由調制控制器控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件，并以光路連接而成，輸出左旋或右旋圓偏振光。或在入射光入射偏振光學器件之前的光路上設置具有準直功能的輸入耦合裝置，同時在調制控制器控制的雙折射特性可調的壓電陶瓷組件出射左旋或右旋圓偏振光的光路上設置具有準直或聚焦功能的輸出耦合裝置。調制控制器能對壓電陶瓷材料提供電場、磁場或壓力，壓電陶瓷材料在電場、磁場或者力的作用下能改變其雙折射率。并利用這一特性能進行左旋和右旋圓偏振光的調制，甚至包括線偏振光的調制，為手性物質的檢測和提高自旋電子器件的光注入效率帶來了極大的便利。
文檔編號G02F1/03GK2793768SQ20052010271
公開日2006年7月5日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權日2005年6月6日
發(fā)明者李宇波, 楊建義, 江曉清, 王明華 申請人:浙江大學