[发明专利]带隔离的偏振光束分束器和合束器

权利要求书

1.一种带隔离的偏振光束分束器/合束器，用于在合成方向上把正交的偏振光束合成到一单端口，或者用于在分束方向上把一束光分束成正交的偏振光束到空间分开的端口，其包括：一单端口，用于发射一束光到该分束器/合束器，或者用于从该分束器/合束器输出一合成光束；一对空间隔开的端口，用于发射正交的偏振光束到该分束器/合束器，或者用于从该分束器/合束器输出正交的偏振光束；第一偏振光束分束器，其被光学耦合到该单端口，并被定向，以为两正交的偏振光束提供不同的光路；第二与偏振相关的光束转向装置，其被光学耦合到该对空间隔开的端口上，并被定向，以为两正交的偏振光束提供不同的光路；一不可逆性旋转器，其位于第一偏振光束分束器元件和第二与偏振相关的光束转向装置的至少一元件之间，用于旋转两正交光束中每一束的偏振方向并维持它们之间的正交关系，对于在所选择的合成方向或分束方向上的传输，所述不可逆性旋转器适合于被驱动，其中，当在合成方向被驱动时，不可逆性旋转器允许光从该对端口传播到单端口，并防止光在单端口和该对端口之间发生耦合，或者其中，当在分束方向被驱动时，不可逆性旋转器允许光从单端口传播到该对端口，并防止光在该对端口和单端口之间发生耦合。

2.根据权利要求1所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一偏振光束分束器元件和第二与偏振相关的光束转向装置包括第一和第二双折射元件。

3.根据权利要求2所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一和第二双折射元件位于物空间或者像空间。

4.根据权利要求3所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中不可逆性旋转器包括法拉第旋转器。

5.根据权利要求4所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中不可逆性旋转器进一步包括一半波片。

6.根据权利要求5所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一双折射元件和第二双折射元件都有旋转轴，旋转轴相互之间取向基本平行或者反向平行。

7.根据权利要求4所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一双折射元件和第二双折射元件都有旋转轴，旋转轴相互之间取向基本成45°，并且法拉第旋转器提供45°旋转。

8.根据权利要求3所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中不可逆性旋转器包括至少一对非球面透镜，用于准直从第一双折射元件到旋转器的光束，以及用于聚焦发射到第二双折射元件的光束。

9.根据权利要求3所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一双折射元件有一o光线光路和一e光线光路，第二双折射元件有一e光线光路和一o光线光路，以使第二双折射元件的e-光线光路与第一双折射元件的o-光线光路光学耦合，并且第二双折射元件的o-光线光路与第一双折射元件的e-光线光路光学耦合，以及

其中通过第一双折射元件和第二双折射元件的两正交偏振光束的不同光路具有基本上相同的光程长度。

10.根据权利要求9所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，进一步包括一第三双折射元件和一位于第二双折射元件和第三双折射元件之间的第二不可逆性旋转器。

11.根据权利要求10所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一、第二和第三双折射元件之一的光程长度等于第一、第二和第三双折射元件中另外两个的总光程长度。

12.根据权利要求1所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中第一偏振光束分束器元件包括一双折射分束器，以及第二与偏振相关的光束转向装置包括一对有平行楔形表面的双折射元件。

13.根据权利要求12所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中不可逆性旋转器位于该对双折射元件之间。

14.根据权利要求13所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，其中该对空间隔开的端口在输入透镜轴的周围对称设置，用来以相等且相反的角度发射正交偏振的准直光束到第一双折射元件对中和用来接收正交偏振的聚焦光束。

15.根据权利要求14所述的带隔离的偏振光束分束器/合束器，进一步包括一透镜，其被光学耦合到单端口，用于准直发射到该分束器/合束器的光束，或者用于聚焦从该分束器/合束器输出的合成光束。