偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學通信技術，尤其涉及一種偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器。
【背景技術】
[0002]光是橫電磁波，光矢量具有振動方向與傳播方向相互垂直的特性；在垂直于光傳播方向的平面內，光振動方向相對于光傳播方向是不對稱的，這種不對稱性導致了光波性質隨光振動方向的不同而發生變化。人們將這種光振動方向相對于光傳播方向不對稱的性質，稱為光的偏振特性。
[0003]利用光具有偏振這一特點，人們將其廣泛的運用于通信技術、檢測技術、顯影技術、傳感技術、加密技術等領域。
[0004]自然界中，光波大多是以非偏振光存在的，完全偏振光幾乎不存在，而實際運用中對于光波的偏振度有不同的要求，偏振度是指在光總強度中，完全偏振光所占的比例。通常，學術界公認的是將任意光矢量看作兩個正交的分量，分別用S、P表示，完全偏振光指的是只有S分量或者P分量，通過長期的研究探索，人們已經找到了多種方式來獲得高偏振度的偏振光，主要方式有布魯斯特反射透射法，干涉法、衍射法、二向色性法、晶體雙折射法、以及偏振分光棱鏡等幾種。其中，偏振分光棱鏡以高的消光比，分光距離可根據需要設計而被廣泛運用。常用的偏振分光棱鏡結構有以下兩種，參見圖1、圖2。
[0005]現有技術一
[0006]參見圖1，方形偏振分光棱鏡由一對高精度直角棱鏡膠合而成，其中一個棱鏡的斜邊上鍍有偏振分光膜S2，以方形棱鏡的任意一個面(為了便于說明，這里定義為第一面SI)作為入射邊，沿著入射光的傳播方向，平行分量Tp經過偏振分光膜S2后經第四面S4出射，垂直分量Rs與入射光呈直角經偏振分光介質膜s2被反射,入射光可以在直角邊長度范圍內任意調節，同時，可以設計為矩形以滿足實際中對兩種偏振光不同的光程的需求。
[0007]這種方形偏振分光棱鏡所分出的兩束光由于是正交出射，但是在實際運用中通常會需要兩束光平行傳播，所以在一定使用范圍內需要再次添加反射鏡等裝置來改變其中一個光的傳播方向，因此，便有了如圖2中的楔形偏振分光棱鏡。
[0008]現有技術二
[0009]楔形偏振分光棱鏡在整體結構上是由一個三棱鏡10與一個四棱鏡20光學粘接在一起構成，三棱鏡10的橫截面為等腰直角三角形，四棱鏡20的橫截面為平行四邊形，在粘接面鍍有偏振分光膜S2，平行入射的第一光束Inputl、第二光束Input2經過偏振分光膜S2分開，垂直分量和平行分量分別以反射和透射的狀態傳播，如圖2所示，第一光束Inputl分成第一垂直分量Rs1、第一平行分量TpI,第二光束Input2分成第二垂直分量Rs2、第二平行分量Tp2，當上述兩光束以圖2中的方式入射棱鏡第一直角面SI時，垂直分量經過偏振分光膜S2反射后，經過第二直角面S3透射出偏振分光棱鏡，平行分量傳播至第四面S4后發生全反射，光的傳播方向改變，最后經過第五邊S5出射，此時，總共有四束平行光出射，如圖2所不，第一光束Inputl分成第一垂直分量Rsl、第一平行分量Tpl,第二光束Input2分成第二垂直分量Rs2、第二水平分量Tp2。第二垂直分量Rs2與第二水平分量Tp2之間的光程差等于第一垂直分量Rsl與第一平行分量Tpl之間的光程差，此時可以利用一種調節裝置如平行玻璃板來同時調節垂直方向s分量，或者同時調節平行方向P分量就可以實現光程差統一調節的目的，不需要分別去調節圖2中的第一垂直分量Rsl、第二垂直分量Rs2才能實現光程差相等的目的，該結構在通常情況下都能很好的被運用。
[0010]在實際運用過程中，由于需要實現不同參數的曲線(如干涉周期)的同時還需要能控制住光學材料引入的溫度致曲線漂移現象，通常要求嚴格控制四棱鏡20的厚度，若有多束等相位平行光入射，且平行平板的厚度較薄的情況下，現有技術二的結構就可能會出現出射后的多束垂直方向s分量、平行方向P分量的光具有不同的位相差，參見圖3，需要將每一束光分別調節才能實現多束光出射后仍然是等相位差的要求，增加了調節難度和成本，引入了過多的變量，無益于器件的穩定性，如圖3所示，
[0011]平行入射的第一光束Inputl、第二光束Input2,經過偏振分光膜S2分光以后,有四束光平行出射，分別是兩束垂直分量、兩束平行分量，如圖3所示，通常情況下，我們需要調節一種偏振態的光程差來達到位相的調制，更多的時候，需要同時調節多路，如圖3中，我們希望能同時調節第一平行分量Tpl、第二平行分量Tp2的光程從而實現第一平行分量Tpl與第一垂直分量Rsl之間的光程差等于第二平行分量Τρ2與第二垂直分量Rs2之間的光程差，但是，由于入射光位置的關系，此時的第一平行分量Tpl、第二平行分量Tp2透射出偏振分光棱鏡以后，經過的路徑卻不一樣，第一平行分量Tpl兩次經過偏振分光膜S2，第二平行分量Τρ2直接從第五面S5出射,第一平行分量Tpl多經過一次偏振分光膜S2,由于偏振分光膜S2具有一定的厚度，所以，此時第一平行分量Tpl與第一垂直分量Rsl之間的光程差就不等于第二平行分量Τρ2與第二垂直分量Rs2之間的光程差，如果想利用一種調節裝置(如用一塊等厚度的平行玻璃板)同時調節這兩路光的光程(Tpl、Tp2)，使其實現等相位是不可能的，只能利用不同厚度或者轉動不同角度的兩塊玻璃平板分別進行調節，這樣的方式不可取。如果入射的平行光數量增多，或者間距不等，該現象就更加明顯，雖然在大多時候可以通過調節來實現所有垂直方向P分量或者水平方向s分量的光經過的路徑，但是這需要制作人員刻意的去實現，需要用肉眼及感光裝置去確定是否有光單獨經過圖3中四棱鏡20的第五面S5，不光增加了制作步驟，浪費時間，還有可能因為入射光強度太弱或者波段特殊而無法觀察，大大增加了不確定性。
【發明內容】
[0012]本發明提供一種偏振分光棱鏡、基波干涉單元及梳狀分波器，用于克服現有技術中的缺陷，方便安裝調試、體積小、成本低。
[0013]本發明提供一種偏振分光棱鏡，包括三棱鏡和四棱鏡；其中所述三棱鏡的橫截面為等腰直角三角形；
[0014]所述四棱鏡的橫截面為等腰梯形；
[0015]所述三棱鏡的斜面與所述四棱鏡的其中一底面之間膠合，且所述三棱鏡的斜面或所述四棱鏡的該底面上鍍有偏振分光膜；
[0016]該底面為等腰梯形中較長底邊所在的面。
[0017]如上所述的偏振分光棱鏡，優選的是:
[0018]所述三棱鏡的直角面上均鍍有增透膜。
[0019]如上所述的偏振分光棱鏡，優選的是:
[0020]所述四棱鏡中遠離所述偏振分光膜的另一底面上可以鍍有全反射膜。
[0021 ] 如上所述的偏振分光棱鏡，優選的是:
[0022]所述等腰梯形較長底邊上的兩個內角為45度。
[0023]如上所述的偏振分光棱鏡，優選的是:
[0024]所述等腰梯形的較長的底邊與所述等腰直角三角形的斜邊長度相等。
[0025]本發明還提供一種基波干涉單元，至少包括承載板、固定在所述承載板上的一對偏振分光棱鏡、設在所述偏振分光棱鏡之間的光程補償器以及兩波片；
[0026]所述偏振分光棱鏡為上述任意實施例的偏振分光棱鏡；
[0027]兩所述偏振分光棱鏡中各一個非通光面固定在所述承載板上；
[0028]且兩所述偏振分光棱鏡中各自一直角面正對設置；
[0029]每一所述波片分別貼設在一個所述偏振分光棱鏡的另一直角面上。
[0030]本發明還提供一種梳狀分波器，包括基板和固定在所述基板上的入射光單元、分光單元、折射單元、基波干涉單元、諧波干涉單元、級聯反射單元、一次折射單元