CN104914496A - 一种宽带偏振旋转器 - Google Patents

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赵艳
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    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state

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Abstract

本发明公开了一种宽带偏振旋转器，包括有二氧化硅基底，基底上镀有银膜层，银膜层上刻蚀有第一光栅，第一光栅上镀有第一二氧化硅膜层，第一二氧化硅膜层上镀有第二银膜层，第二银膜层上刻蚀有L形穿孔薄膜层，L形穿孔薄膜层上镀有第二二氧化硅膜层，第二二氧化硅膜层上镀有第三银膜层，第三银膜层上刻蚀有第二光栅。本发明在宽带范围内实现了偏振转换，而且透射光中入射偏振（本发明中的X方向偏振）在宽带范围内被抑制。

Description

一种宽带偏振旋转器
技术领域
本发明涉及微纳光学器件领域，具体是一种宽带偏振旋转器。
背景技术
    偏振是电磁波的一个重要特性，偏振特性广泛应用于通讯、导航以及成像等等。传统的偏振旋转器，如法拉第旋转器，偏振旋转效率低且体积较大，难以适用于微光学***集成。金属微纳结构可在纳米尺度实现电磁波操控，如基于金属微纳结构的偏振旋转器，但是这种基于金属微纳结构的偏振旋转器运行带宽较窄，不适合宽带应用。
发明内容    本发明的目的是提供一种宽带偏振旋转器，以解决现有技术存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种宽带偏振旋转器，其特征在于：包括有二氧化硅基底，基底上镀有银膜层，银膜层上刻蚀有第一光栅，第一光栅上镀有第一二氧化硅膜层，第一二氧化硅膜层上镀有第二银膜层，第二银膜层上刻蚀有L形穿孔薄膜层，L形穿孔薄膜层上镀有第二二氧化硅膜层，第二二氧化硅膜层上镀有第三银膜层，第三银膜层上刻蚀有第二光栅。
所述的一种宽带偏振旋转器，其特征在于：第一光栅的位置挡住L穿孔薄膜层中与第一光栅平行的一臂，第二光栅的位置挡住L穿孔薄膜层中与第二光栅平行的一臂。
所述的一种宽带偏振旋转器，其特征在于：第一光栅和第二光栅在空间上呈正交，正交的两光栅与L穿孔薄膜层间隔小于入射光波长的十分之一。
X方向偏振光从基底入射，经过第一光栅(金属条与Y方向平行)后经第一二氧化硅膜层到达L形穿孔银薄膜，X方向偏振光穿过L形穿孔薄膜后一部分转换为Y方向偏振光，转换成Y方向的偏振光经过第二二氧化硅膜层将高效通过第二光栅（金属条与X方向平行），穿过L形穿孔薄膜的没有被转换成Y方向偏振光的X方向偏振光，照射到第二光栅将被高效反射并再次穿过L形穿孔薄膜，穿过L形薄膜后部分X方向偏振光转化为Y方向偏振光，该Y方向偏振光遇到第一光栅将被高效反射，经过L形穿孔薄膜后将经过第二光栅透射，最后使得经过第二光栅的透射光都是Y方向偏振光，而X方向透射光被抑制，至此该偏振旋转器实现了X方向偏振光高效转化为Y方向偏振光，结果如图2所示，透射的Y方向偏振光在1.6微米至3.0微米光谱范围内幅度大于0.6，而透射的X方向偏振光在1.5微米至3.5微米光谱范围内幅度低于0.03。
本发明的优点在于宽带范围内实现了偏振转换，而且透射光中入射偏振（本专利中的X方向偏振）在宽带范围内被抑制。
附图说明
图1为本发明结构示意图。本宽带偏振旋转器在XY平面内是周期结构，电磁波沿着z方向传播。
图1 (a)－一个周期单元结构XZ方向示意图；第一层高度z1=100nm, 第二层高度z2=40nm, 第三层高度z3=100nm, 第四层高度z1=40nm, 第五层高度z5=100nm；
图1 (b)－一个周期单元第一光栅 XY方向示意图; X方向周期p=600nm， Y方向周期p=600nm，其它参数为a=50nm，b=350nm；
图1 (c)－一个周期单元第一二氧化硅膜层XY方向示意图;
图1 (d)－一个周期单元穿孔L形结构XY方向示意图， L形参数为c=100nm, d=400nm, e=400nm, f=100nm;
图1 (e)－一个周期单元第二二氧化硅膜层XY方向示意图;
图1 (f)－一个周期单元第二光栅XY方向示意图，g=350nm，h=50nm。
图2 本偏振旋转器获得的透射光谱；图中实线代表输出的Y方向偏振光，虚线代表输出的X方向偏振光。
具体实施方式
一种宽带偏振旋转器，包括有二氧化硅基底，基底上镀有第一银膜层，阴，银膜层上刻蚀有第一光栅，第一光栅上镀有第一二氧化硅膜层，第一二氧化硅膜层上镀有第二银膜层，第二银膜层上刻蚀有L形穿孔薄膜层，L形穿孔薄膜层上镀有第二二氧化硅膜层，第二二氧化硅膜层上镀有第三银膜层，第三银膜层上刻蚀有第二光栅。
第一光栅的位置挡住L穿孔薄膜层中与第一光栅平行的一臂，第二光栅的位置挡住L穿孔薄膜层中与第二光栅平行的一臂。
第一光栅和第二光栅在空间上呈正交，正交的两光栅与L穿孔薄膜层间隔小于入射光波长的十分之一。

Claims (3)

1.一种宽带偏振旋转器，其特征在于：包括有二氧化硅基底，基底上镀有银膜层，银膜层上刻蚀有第一光栅，第一光栅上镀有第一二氧化硅膜层，第一二氧化硅膜层上镀有第二银膜层，第二银膜层上刻蚀有L形穿孔薄膜层，L形穿孔薄膜层上镀有第二二氧化硅膜层，第二二氧化硅膜层上镀有第三银膜层，第三银膜层上刻蚀有第二光栅。
2.根据权利要求1所述的一种宽带偏振旋转器，其特征在于：第一光栅的位置挡住L穿孔薄膜层中与第一光栅平行的L一臂，第二光栅的位置挡住L穿孔薄膜层中与第二光栅平行的一臂。
3.根据权利要求1所述的一种宽带偏振旋转器，其特征在于：第一光栅和第二光栅在空间上呈正交，正交的两光栅与L穿孔薄膜层间隔小于入射光波长的十分之一。
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