[发明专利]一种光学偏振器及其非对称传输信号的调节方法

说明书

本发明涉及一种光学器件，具体涉及一种光学偏振器及其非对称传输信号的调节方法，光学偏振器由基底层和结构本体组成，结构本体连接于基底层上，结构本体由多个结构相同的周期单元按矩形周期阵列连接而成，每个周期单元中包含有一个“L”形结构。“L”形结构包括一贵金属层和一调控层，贵金属层与调控层均为“L”形，调控层连接于贵金属层的表面或者嵌于贵金属层内部构成“L”形结构。通过控制调节光学偏振器所处环境温度改变本体结构的透射特性，实现对于非对称传输信号的调节，解决现有技术中存在的光学偏振器结构复杂，非对称传输信号只能通过改变结构本身参数来进行调节的问题，结构简单，制备和使用方法简单方便。

技术领域

本发明属于光学器件技术领域，具体涉及一种光学偏振器及其非对称传输信号的调节方法。

背景技术

非对称传输(Asymmetric Transmission，AT)是指传输系统对沿不同传输方向入射的电磁波表现出不同的转化性能。如图1(a)所示，对于一个极化转换非对称传输系统A来说，从系统A正面入射的左旋光(left circularly polarized，LCP)经过系统A后，接收到的右旋光(right circularly polarized，RCP)的透射率为从系统A背面入射的左旋光经过系统A后接收到的右旋光的透射率为其中箭头方向表示从传输系统的正面或背面入射，下标“-”表示入射光为左旋光，“+”表示出射光为右旋光。一个偏振态光的总透射率为：

则对于系统A极化转换的非对称传输可以表示为：

又通过洛伦兹变化：

得到：

上述表达式表明沿圆偏振光入射-z方向激发的非对称传输的值和在+z方向激发的非对称传输的值相反。为了清楚和明确的表述，在本发明中我们规定圆偏振光沿-z方向入射。

其表示的物理意义如图1(b)所示，从正面入射到系统A的左旋光，经过系统A后转换为的右旋光，与从正面入射到系统A的右旋光，经过系统A后转换为的左旋的转换率是不同的。对于从背面入射时非对称传输的值是相同的。

传统实现非对称传输的系统通常利用的是互易材料或器件制成的，电磁波同样具有互易性，即电磁波的传播路径的可逆性。对于非对称传输来说，其包括很多内容，如透射强度、旋光度、以及极化转换等。目前光学偏振器结构都比较复杂，而且固定结构只能产生固定非对称传输模式，通常要改变其非对称传输信号主要通过改变该结构的几何参数来实现，但是重新设计和制作新的结构制作周期长，劳动成本高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的光学偏振器结构复杂，固定结构只能产生固定非对称传输模式的问题，本申请实施例提供了一种光学偏振器及其非对称传输信号的调节方法，本申请实施例光学偏振器通过控制调节光学偏振器所处环境温度即可改变本体结构的透射特性，从而实现光学偏振器非对称传输信号的调节。结构简单，制备和使用方法简单方便，易于操作。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种光学偏振器，所述光学偏振器由基底层和结构本体组成；所述结构本体连接于所述基底层上；所述结构本体由多个结构相同的周期单元按矩形周期阵列连接而成；所述每个周期单元中包含有一个“L”形结构；所述“L”形结构包括一贵金属层和一调控层；所述贵金属层与调控层均为“L”形；所述调控层连接于所述贵金属层的表面或者嵌于所述贵金属层内部构成所述“L”形结构。

进一步地，所述调控层由VO₂材料制成；所述贵金属层和调控层长度和宽度均相等，厚度相等或者不等。

进一步地，所述贵金属层为“L”形；所述调控层为“Z”字形；所述调控层嵌于所述贵金属层内部构成所述“L”形结构；所述调控层包括首尾依次垂直连接的第一矩形条、第二矩形条和第三矩形条；所述第三矩形条与所述第一矩形条和第二矩形条所在平面垂直。