專利名稱：干涉組件及光學(xué)梳狀濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光通信技術(shù)，尤其涉及一種干涉組件及光學(xué)梳狀濾波器。
背景技術(shù)：
光由于其自身具有的特性被廣泛運用于照明、通信、檢測、醫(yī)療、信息儲存、加工、武器等行業(yè)。其中，光的干涉技術(shù)已經(jīng)被普遍地運用，光干涉的產(chǎn)生條件是:兩束發(fā)生干涉的光頻率相同、振動方向相同且相位差恒定?；谏鲜鰲l件，發(fā)明了多種干涉方式，其中，利用偏振光干涉的方法已經(jīng)很成熟的被運用。偏振光干涉的原理如圖1a所示。參見圖la，一束振動方向為OP方向的偏振光沿著OZ方向傳播，正入射到波片I上，該偏振光進入波片I后將被分成具有不同傳播速度的兩束光LI和L2，且這兩束光LI和L2的電矢量在垂直于圓波片I法線方向的兩個正交方向上振動，參見圖1a,第一偏振光LI的振動方向為OX方向，第二偏振光L2的振動方向為OY方向，這兩束光LI和L2從波片I出射后具有一定的相位差，在波片I后面加上一個檢偏器2，在檢偏器2的透射軸上這兩束光LI和L2就可以發(fā)生干涉現(xiàn)象?，F(xiàn)有透射式干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖參見圖lb，透射式干涉儀包括第一分光棱鏡2和第二分光棱鏡3、第一個波片4、第二個波片6以及補償單兀5。第一個波片4、第一偏振分光鏡2、補償單元5、第二偏振分光鏡3以及第二個波片6順次排列。上述透射式干涉儀的原理如下:入射的線偏振光經(jīng)過第一個波片4將偏振狀態(tài)改變后透射至第一分光棱鏡2中的偏振分光膜(圖未不出)上，偏振分光膜根據(jù)光的偏振特性將光分成兩路光，即透射光L3和反射光L4，分別經(jīng)透射和反射后出射，其中透射光L3經(jīng)過補償單元5后出射至第二分光棱鏡3中的偏振分光膜(圖未示出)上。同時，反射光L4經(jīng)過全反膜反射后直接出射至第二分光棱鏡3中的全反膜上,然后,反射光L4和透射光L3合成一路后出射至第二個波片6上，在第二個波片6的透光軸上發(fā)生干涉?，F(xiàn)有的干涉儀至少存在以下問題:現(xiàn)有的干涉儀必須要使用兩個分光棱鏡才能實現(xiàn)其功能，而分光棱鏡加工制造成本高。使得現(xiàn)有干涉儀的加工制造成本也高。另外，由于入射光和干涉光位于干涉儀的兩側(cè)，向干涉儀輸送入射光的入射光準(zhǔn)直器以及接收干涉光的出射光接收準(zhǔn)直器也只能位于干涉儀的兩側(cè)，從而使得使用過程中，干涉儀、入射光準(zhǔn)直器和出射光接收準(zhǔn)直器整體的尺寸很大，使用很不便利。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種干涉組件，用于降低現(xiàn)有干涉器的制造成本，且保證干涉質(zhì)量。本實用新型提供了一種干涉組件，其中，包括:支撐單元，用于提供支撐；分光單元，固定在所述支撐單元上，用于將從所述分光單元偏振分光膜的入射點處射入的入射光分為具有不同偏振狀態(tài)的透射光和反射光，并分別進行透射和反射；[0010]第一全反單元，固定在所述支撐單元上，所述第一全反單元位于所述透射光和反射光的光路上，所述第一全反單元用于改變所述透射光和反射光的偏振狀態(tài)，且分別將所述透射光和反射光反射回至所述偏振分光膜的所述入射點處，使所述透射光和所述反射光經(jīng)過所述偏振分光膜從分光單元出射后發(fā)生干涉；補償單元，固定在所述支撐單元上，位于所述透射光在所述分光單元和第一全反單元之間的光路上；所述補償單元用于補償透射光的相位。如上所述的干涉組件，優(yōu)選的是，所述第一全反單元包括載體、第一全反膜和第一波片；所述第一波片貼設(shè)在所述載體上的一個側(cè)面上，且朝向所述分光單元；所述第一全反膜夾設(shè)在所述載體和所述第一波片之間。如上所述的干涉組件，優(yōu)選的是，所述分光單元包括直角分光棱鏡和第二波片，所述偏振分光膜貼附在所述直角分光棱鏡的斜面上，所述第二波片貼設(shè)在作為出射面的直角分光棱鏡的直角面上。如上所述的干涉組件，優(yōu)選的是，所述分光單元還包括第一全反膜，與所述偏振分光膜相對設(shè)置，用于將所述反射光反射至與所述透射光的方向平行；所述載體的形狀為平板狀，與所述透射光和反射光的入射方向垂直，且沿所述入射方向的相反方向?qū)⑺鐾干涔夂头瓷涔夥瓷浠刂了銎穹瓷淠?。如上所述的干涉組件，優(yōu)選的是，所述第一波片為1/4波片；所述第二波片為1/2波片。如上所述的干涉組件，優(yōu)選的是，還包括:第二全反單元，設(shè)置在所述分光單元射出經(jīng)干涉后干涉光的出射面的外側(cè)，用于將從所述出射面射出的干涉光再次反射至所述分光單元中。本實用新型還提供一種光學(xué)梳狀濾波器，其中，包括入射光準(zhǔn)直器、出射光準(zhǔn)直器以及本實用新型任意提供的干涉組件；所述入射光準(zhǔn)直器用于向所述干涉組件發(fā)送入射光，所述出射光準(zhǔn)直器用于接收所述干涉組件輸出的干涉光。如上所述的光學(xué)梳狀濾波器，優(yōu)選的是，還包括偏振分光棱鏡，固定設(shè)置在所述干涉組件的支撐單元上，且位于從所述干涉組件輸出的干涉光的出射方向上。如上所述的光學(xué)梳狀濾波器，優(yōu)選的是，所述干涉組件的數(shù)量為三個，三個所述干涉組件在所述支撐單元上呈直角設(shè)置；其中，所述入射光準(zhǔn)直器輸出的入射光順次經(jīng)過三個所述干涉組件，而后經(jīng)過雙折射晶體或者全反射鏡反射后輸出至所述出射光準(zhǔn)直器。如上所述的光學(xué)梳狀濾波器，優(yōu)選的是，所述干涉組件的數(shù)量為五個，五個所述干涉組件在支撐單元上呈平行的兩排設(shè)置；其中，第一排設(shè)置兩個，第二排設(shè)置三個；所述入射光準(zhǔn)直器輸出的入射光順次經(jīng)過各個第一排和第二排的各個所述干涉組件，而后輸出至所述出射光準(zhǔn)直器。[0033]上述技術(shù)方案提供的干涉組件，只使用一個分光棱鏡即可實現(xiàn)干涉，降低了干涉組件的制造成本。另外，通過采用全反單元，使得入射光從分光單元的入射面射入，干涉光從分光單元的出射面射出；與現(xiàn)有技術(shù)相比，入射光和干涉光不再位于干涉組件的兩側(cè)，從而使得向干涉組件輸送入射光的入射光準(zhǔn)直器以及接收干涉光的出射光接收準(zhǔn)直器的距離較近，以此實現(xiàn)在使用過程中，降低干涉儀、入射光準(zhǔn)直器和出射光接收準(zhǔn)直器的整體尺寸，使增加使用的便利性。

圖1a為偏振光干涉的原理示意圖；圖1b為現(xiàn)有干涉儀器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為本實用新型實施例一提供的干涉組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2b為圖2a的俯視示意圖；圖2c為使用圖2a中的干涉組件的干涉強度示意圖；圖2d為使用圖2a中的干涉組件得到的干涉圖樣示意圖；圖3為本實用新型實施例二提供的干涉組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a為本實用新型實施例三提供的光學(xué)梳狀濾波器的原理示意圖；圖4b為使用圖4a中的光學(xué)梳狀濾波器得到的干涉圖樣示意圖；圖4c為雙折射晶體的原理示意圖；圖5為本實用新型實施例四提供的光學(xué)梳狀濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a為本實用新型實施例五提供的光學(xué)梳狀濾波器的原理示意圖；圖6b為圖6a中全反射鏡的兩種布置方式；圖7為本實用新型實施例六提供的光學(xué)梳狀濾波器的原理示意圖。
具體實施方式
參見圖2a或圖2b，本實用新型實施例一提供一種干涉組件14，其中，包括支撐單元7、分光單元8、第一全反單元9和補償單元10 ;支撐單元7用于提供支撐；分光單元8固定在所述支撐單元7上，用于將從分光單元8偏振分光膜81的入射點A處射入的入射光分為具有不同偏振狀態(tài)的透射光和反射光，，并分別進行透射和反射；第一全反單元9固定在支撐單元7上，第一全反單元9位于透射光和反射光的光路上，第一全反單元9用于改變透射光和反射光的偏振狀態(tài)，且分別將所述透射光和反射光反射回至偏振分光膜81的入射點A處，使透射光和所述反射光經(jīng)過偏振分光膜81從分光單元8出射后發(fā)生干涉；補償單元10用于補償透射光的相位；其中，透射光和反射光經(jīng)過第一全反單元9的反射后，在分光單元8的出射面上的波片12的透射軸上發(fā)生干涉。支撐單元可以為平板，比如玻璃材質(zhì)、陶瓷材質(zhì)或金屬材質(zhì)的平板；在某些情況下，也可以采用非平板結(jié)構(gòu)，以更利于光線的傳播和干涉。分光單元可以采用普通棱鏡貼設(shè)分光膜的方式，也可以采用現(xiàn)有的分光儀器。第一全反單元可以采用反射鏡或是載體加反射膜的實現(xiàn)方式，此處反射鏡的數(shù)量可以為一個或是多個拼湊形成。補償單元可以采用現(xiàn)有的常用的透光材料，如玻璃。上述技術(shù)方案提供的干涉組件，使用第一全反單元代替現(xiàn)有技術(shù)中的分光棱鏡，由于第一全反單元的反射作用，使得干涉光從分光單元的出射面射出，這樣入射光和干涉光就不再位于干涉組件的兩側(cè)，而是相鄰，從而也使得發(fā)出入射光的入射光準(zhǔn)直器和接收干涉光的出射光準(zhǔn)直器可以相鄰設(shè)置，以此實現(xiàn)在使用過程中，降低干涉組件、入射光準(zhǔn)直器和出射光接收準(zhǔn)直器的整體尺寸，使增加使用的便利性。參見圖2a或圖2b，下面介紹第一全反單元的優(yōu)選實現(xiàn)方式:第一全反單元9包括載體22、第一全反膜23和第一波片11 ;所述第一波片11貼設(shè)在所述載體22上的一個側(cè)面上，且朝向所述分光單元8 ;所述第一全反膜23夾設(shè)在所述載體22和所述第一波片11之間。載體比如為呈平板狀或是由多個平板拼湊形成的彎折形狀等。此處，根據(jù)實際需要選擇第一波片11的厚度，比如可以采用厚度為待干涉光波長的四份之一的1/4波片。第一波片11的厚度由欲得到的干涉圖樣決定，本實施例中以選用上述厚度的波片為例，但不限于此。采用上述實現(xiàn)方式的第一全反單元，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，便于推廣利用。參見圖2a或圖2b，下面介紹分光單元的優(yōu)選實現(xiàn)方式:所述分光單元8包括直角分光棱鏡24和第二波片12 ;偏振分光膜81貼附在直角分光棱鏡24的斜面上,所述第二波片12貼設(shè)在作為出射面的直角分光棱鏡24的直角面上。采用上述實現(xiàn)方式的分光單元與現(xiàn)有干涉儀中的分光單元的結(jié)構(gòu)類似，這樣就可以基于現(xiàn)有的干涉儀進行改進，以進一步降低設(shè)備的制造成本，避免浪費。進一步地，干涉組件14的分光單元8還包括第一全反膜82，與偏振分光膜81相對設(shè)置，用于將反射光反射至與透射光的方向平行；載體22的形狀為平板狀，與透射光和反射光的入射方向垂直，且沿入射方向的相反方向?qū)⑼干涔夂头瓷涔夥瓷浠刂疗穹瓷淠?1。采用上述設(shè)置的分光單元和第一全反單元，結(jié)構(gòu)簡單，且可充分利用現(xiàn)有干涉儀的結(jié)構(gòu)；透射光和反射光能夠沿著入射方向的相反方向反射，也使得整個干涉組件的結(jié)構(gòu)緊湊。參見圖2b，以采用上述實現(xiàn)方式的分光單元和第一全反單元為例，詳細(xì)描述入射光進入到上述技術(shù)方案提供的干涉組件后的光路歷程。如圖2b所不,一束入射光L5垂直入射到分光單兀8中的偏振分光膜81上,根據(jù)線偏振光的振動特性，入射光L5將被分成兩路光，即透射光L51和反射光L52，分別以透射和反射的方式傳播，分開的透射光L51和反射光L52具有相互垂直的偏振狀態(tài)。此處,假設(shè)透射光L51的偏振狀態(tài)為平行于紙面方向，反射光L52的偏振狀態(tài)為垂直于紙面方向。其中，參見圖2b中箭頭Al所示，透射光L51經(jīng)過補償單元10后，入射至全反單元9上。由于第一全反單元9的作用，透射光L51將原路返回。透射光L51會兩次經(jīng)過第一波片11，此時，透射光L51的偏振狀態(tài)已經(jīng)改變，以第一波片11為1/4波片為例，透射光L51的偏振方向由平行于紙面方向變?yōu)榇怪庇诩埫娣较?。改變了偏振狀態(tài)的透射光L51再次經(jīng)過補償單元10后返回到分光單元8中。以第一波片為1/4波片為例，由于偏振方向改變，該透射光L51被反射,且從分光單元8的出射面射出。參見圖2b中箭頭A2所示，同時，透射光L52經(jīng)偏振分光膜81反射至第一全反膜82后，出射至第一全反單元9上，然后被反射回分光單元8中。以第一波片11為1/4波片為例，透射光L52兩次經(jīng)過第一波片11后，偏振狀態(tài)發(fā)生改變，由垂直于紙面方向變?yōu)槠叫杏诩埫娣较?。由于偏振狀態(tài)改變，該反射光L52被透射,且從分光單兀8的出射面射出。接下來，從分光單元8的出射面射出的兩路光作為一組干涉光L6在分光單元8的出射面上發(fā)生干涉。參見圖2b和圖2c，下面用數(shù)學(xué)方式描述上述干涉過程:當(dāng)一束入射光入射到干涉組件14中之后，在分光單元8的偏振分光膜81上進行分光，光振幅分別為:ES，Ep，在干涉組件I 4中產(chǎn)生的相位差A(yù)①為:
權(quán)利要求1.一種干涉組件，其特征在于，包括: 支撐單元，用于提供支撐； 分光單元，固定在所述支撐單元上，用于將從所述分光單元偏振分光膜的入射點處射入的入射光分為具有不同偏振狀態(tài)的透射光和反射光，并分別進行透射和反射； 第一全反單元，固定在所述支撐單元上，所述第一全反單元位于所述透射光和反射光的光路上，所述第一全反單元用于改變所述透射光和反射光的偏振狀態(tài)，且分別將所述透射光和反射光反射回至所述偏振分光膜的所述入射點處，使所述透射光和所述反射光經(jīng)過所述偏振分光膜從分光單兀出射后發(fā)生干涉； 補償單元，固定在所述支撐單元上，位于所述透射光在所述分光單元和第一全反單元之間的光路上；所述補償單元用于補償透射光的相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉組件，其特征在于， 所述第一全反單元包括載體、第一全反膜和第一波片； 所述第一波片貼設(shè)在所述載體上的一個側(cè)面上，且朝向所述分光單元； 所述第一全反膜夾設(shè)在所述載體和所述第一波片之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干涉組件，其特征在于， 所述分光單兀包括直角分光棱鏡和第二波片，所述偏振分光膜貼附在所述直角分光棱鏡的斜面上，所述第二波片貼設(shè)在作為出射面的直角分光棱鏡的直角面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3 所述的干涉組件，其特征在于: 所述分光單元還包括第一全反膜，與所述偏振分光膜相對設(shè)置，用于將所述反射光反射至與所述透射光的方向平行； 所述載體的形狀為平板狀，與所述透射光和反射光的入射方向垂直，且沿所述入射方向的相反方向?qū)⑺鐾干涔夂头瓷涔夥瓷浠刂了銎穹瓷淠ぁ?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干涉組件，其特征在于，所述第一波片為1/4波片；所述第二波片為1/2波片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉組件，其特征在于，還包括: 第二全反單元，設(shè)置在所述分光單元射出經(jīng)干涉后干涉光的出射面的外側(cè)，用于將從所述出射面射出的干涉光再次反射至所述分光單元中。
7.一種光學(xué)梳狀濾波器，其特征在于，包括入射光準(zhǔn)直器、出射光準(zhǔn)直器以及權(quán)利要求1-6任一所述的干涉組件； 所述入射光準(zhǔn)直器用于向所述干涉組件發(fā)送入射光，所述出射光準(zhǔn)直器用于接收所述干涉組件輸出的干涉光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)梳狀濾波器，其特征在于， 還包括偏振分光棱鏡，固定設(shè)置在所述干涉組件的支撐單元上，且位于從所述干涉組件輸出的干涉光的出射方向上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)梳狀濾波器，其特征在于，所述干涉組件的數(shù)量為三個，三個所述干涉組件在所述支撐單元上呈直角設(shè)置； 其中，所述入射光準(zhǔn)直器輸出的入射光順次經(jīng)過三個所述干涉組件，而后經(jīng)過雙折射晶體或者全反射鏡反射后輸出至所述出射光準(zhǔn)直器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)梳狀濾波器，其特征在于，所述干涉組件的數(shù)量為五個，五個所述干涉組件在支撐單元上呈平行的兩排設(shè)置；其中，第一排設(shè)置兩個，第二排設(shè)置三個； 所述入射光準(zhǔn)直器輸出的入射光順次經(jīng)過各個第一排和第二排的各個所述干涉組件，而后輸出至所述 出射光準(zhǔn)直器。
專利摘要本實用新型提供一種干涉組件及光學(xué)梳狀濾波器，其中，包括支撐單元，用于提供支撐；分光單元，固定在支撐單元上，用于將從分光單元偏振分光膜的入射點處射入的入射光分為具有不同偏振狀態(tài)的透射光和反射光，并分別進行透射和反射；第一全反單元，固定在支撐單元上，且位于透射光和反射光的光路上，其用于改變透射光和反射光的偏振狀態(tài)，且分別將透射光和反射光反射回至偏振分光膜的入射點處，使透射光和所述反射光經(jīng)過偏振分光膜從分光單元出射后發(fā)生干涉；補償單元，固定在支撐單元上，位于透射光在分光單元和第一全反單元之間的光路上；補償單元用于補償透射光的相位。上述技術(shù)方案提供的干涉組件，可以有效降低儀器的成本，增加使用的便利性。
文檔編號G02B27/30GK202948210SQ20122038204
公開日2013年5月22日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者秦偉, 張顯清, 高麗瑋, 張華維 申請人:諾方(哈爾濱)科技股份有限公司