[发明专利]一种用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴装置和方法

权利要求书

1.一种用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴装置，包括依次设置的二分之一波片、保偏光纤、检偏器和功率计，所述二分之一波片与所述保偏光纤的输入端位于同一光轴Z1，所述检偏器与所述保偏光纤的输出端位于同一光轴Z2，其特征在于，所述检偏器为非固定检偏器，且消光比大于所述保偏光纤的消光比，所述非固定检偏器用于沿所述光轴Z2转动以使所述功率计的输出值为最小值，所述二分之一波片用于沿所述光轴Z1转动改变输入激光的线偏振方向，以使所述非固定检偏器沿所述光轴Z2转动时所述功率计的输出值出现极小值，所述功率计用于测量经过所述检偏器透射的激光功率值。

2.根据权利要求1所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴装置，其特征在于，所述检偏器包括波片架及设置在所述波片架上的偏振分束棱镜，所述玻片架的转轴、偏振分束棱镜以及所述保偏光纤的输出端位于同一光轴Z2，所述波片架的通光方向对应所述偏振分束棱镜的水平透振方向，所述玻片架用于使所述偏振分束棱镜沿所述光轴Z2转动。

3.根据权利要求2所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴装置，其特征在于，所述玻片架的转动角精度优于1°。

4.根据权利要求2所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴装置，其特征在于，所述偏振分束棱镜的消光比≥25dB。

5.一种用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述对轴装置，通过沿所述光轴Z1转动所述二分之一波片、沿所述光轴Z2转动所述非固定检偏器使所述功率计的示数为极小值，实现对轴。

6.根据权利要求5所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述非固定检偏器沿所述光轴Z2转动，直至所述功率计的示数为最小值；

(2)沿第一方向，将所述二分之一波片沿所述光轴Z1转动第一角度，以改变输入激光的线偏振方向；

重复步骤(1)和(2)直至所述功率计的示数为极小值。

7.根据权利要求6所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴方法，其特征在于，步骤(2)还包括：

将所述二分之一波片沿所述光轴Z1转动第二角度，然后将所述非固定检偏器沿所述光轴Z2连续转动，直至所述功率计的示数为最小值，判断转动所述第二角度后对应的最小值是否比转动所述第二角度之前对应的最小值小，若是，则将所述第二角度对应的转动方向确定为所述第一方向，若否，则将所述第二角度对应转动方向的相反方向作为所述第一方向。

8.根据权利要求6或7所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴方法，其特征在于，所述第一角度为1-2°。

9.根据权利要求7所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴方法，其特征在于，所述第二角度为4-6°。

10.根据权利要求6或7所述的用于自由空间光至保偏光纤耦合的对轴方法，其特征在于，所述第一角度为4-6°，所述的重复步骤(1)和(2)直至所述功率计的示数为极小值，包括：

重复步骤(1)和(2)直至步骤(1)得到的最小值变大，进行以下步骤：

(3)沿与所述第一方向相反的方向，将所述二分之一波片沿所述光轴Z1转动2-3°，以改变输入激光的线偏振方向；

(4)将所述非固定检偏器沿所述光轴Z2转动，直至所述功率计的示数为最小值；

重复步骤(3)和(4)直至步骤(4)得到的最小值变大，进行以下步骤：

(5)沿所述第一方向，将所述二分之一波片沿所述光轴Z1转动1°，以改变输入激光的线偏振方向；

(6)将所述非固定检偏器沿所述光轴Z2转动，直至所述功率计的示数为最小值；

重复步骤(5)和(6)直至步骤(6)得到的最小值变大，沿与所述第一方向相反的方向将所述二分之一波片沿所述光轴Z1转动1°，此时所述功率计的示数为极小值。