[发明专利]基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器及器件封装方法和分束单元制作

权利要求书

1.一种基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器，其特征在于：它主要包括有一供输入光(2)进入的入射准直透镜(3)，在该入射准直透镜(3)之后安装有一能产生TE态偏振光(5)和TM态偏振光(6)的纳米光栅偏振分束单元(4)，之后还安装有一出射聚焦透镜(7)并由双光纤尾纤(8)进行TE态偏振光光纤输出(9)和TM态偏振光光纤输出(10)。

2.根据权利要求1所述的基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器，其特征在于所述的分束器基于一玻璃管构成的器体(11)，器体(11)的两端各外接有一橡胶外封帽(12)，并由两内侧的小玻璃套管(12)压紧于器体(11)两端内侧上的不锈钢端帽(14)；在所述两小玻璃套管(13)内依次安装有输入光纤尾纤的毛吸细管(15)、入射准直透镜(3)、纳米光栅偏振分束单元(4)、出射聚焦透镜(7)以及输出双光纤尾纤毛吸细管(16)。

3.根据权利要求2所述的基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器，其特征在于所述的两小玻璃套管(13)外套有一大玻璃套管(17)，所述的输出双光纤尾纤毛吸细管(16)向外穿过不锈钢端帽(14)、橡胶外封帽(12)后接出有熊猫保偏光纤(9、10)。

4.根据权利要求1或2所述的基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器，其特征在于所述的纳米光栅偏振分束单元由纳米光栅片密封于一个光学玻璃体内构成，且在所述纳米光栅片的表面设置有增透膜。

5.根据权利要求4所述的基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器，其特征在于所述的小玻璃套管的一端按照所述偏振分束单元倾斜角度制成斜磨端面，与该斜磨端面方向的正交面方面的小玻璃管上有一个平磨水平面，偏振分束单元的尺寸与小玻璃套管的外径相符，即偏振分束单元平面对角线的长度与所述小玻璃套管斜面的外径近似，并在偏振分束单元的四个角用胶固定在小玻璃套管斜面上。

6.根据权利要求2或3所述的基于纳米结构的波长不敏感型偏振分束器，其特征在于所述输出双光纤尾纤为一保偏双光纤准直器单元，其中双尾纤端面上的猫眼垂直度公差小于1度；所述保偏双光纤准直器单元的玻璃套管外侧平磨有一个平面，且该磨去的玻璃套管外壁厚度与偏振分束单元玻璃管磨去的厚度相同。

7.一种如根据权利要求1或2或3中所述的纳米光栅偏振分束单元的制作，其特征在于它是将纳米光栅片密封在一个光学玻璃体内构成所述纳米光栅偏振分束单元，具体的制作是：

a.在一片选定尺寸的光学玻璃基片上用光学加工的方法，加工出一个大小尺寸和深度与纳米光栅片大小尺寸和厚度一样的凹坑平台；

b.用光学胶将纳米光栅片固定在凹坑平台内；

c.在光学玻璃基片的四周涂上光学胶，将另外一片大小尺寸与该光学玻璃基片一样的光学玻璃盖片粘接在一起，粘接时要避免胶水附着到纳米光栅片上；

d.在玻璃盖片的上表面，用光学胶的方式将一片光学全反射镜粘贴上，全反射镜的位置要保证既不会挡住入射光线，同时又要能接受到纳米光栅的反射光线，通常全反射镜的位置以挡住纳米光栅面积一半为合适。

8.一种如根据权利要求1或2或3中所述的偏振分束器器件的封装方法，其特征在于该方法是在完成了偏振分束单元的安装和保偏双光纤准直器的制作之后，开始进行偏振分束器的器件封装工艺，其封装工序如下：

1)偏振分束单元的玻璃套管与入射光纤准直器的准直透镜固定；

2)装上偏振分束单元后的入射光纤准直器套入大玻璃套管并点胶固定；

3)将保偏双光纤准直器套入大玻璃套管的另外一端，利用夹具以使保偏双光纤准直器的玻璃套管平磨面与偏振分束单元的玻璃套管平磨面方向一致；

将器件放置在光学微调架上，输入端光纤通上光源，输出端光纤接上光功率计，调节保偏双光纤准直器在大玻璃套管中的位置，使输出端两根光纤的输出光功率在最大值，点胶固定保偏双光纤准直器；

4)大玻璃套管与金属外壳的装配和密封。