一种光学偏振器及其非对称传输信号的调节方法技术

本发明专利技术涉及一种光学器件，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。

An optical polarizer and its asymmetric transmission signal regulation method

The invention relates to an optical device, in particular to an optical polarizer and a method for adjusting its asymmetric transmission signal. The optical polarizer consists of a base layer and a structure body connected to the base layer. The structure body is composed of several periodic units with the same structure connected by a rectangular periodic array, each cycle. The unit contains a \L\ structure. The \L\ structure consists of a precious metal layer and a regulatory layer. Both the precious metal layer and the regulatory layer are \L\ shaped. The regulatory layer is connected to the surface of the precious metal layer or embedded in the inner part of the precious metal layer to form an \L\ structure. By controlling and adjusting the ambient temperature of the optical polarizer to change the transmission characteristics of the body structure, the asymmetric transmission signal can be adjusted. The structure of the optical polarizer in the existing technology is complex, and the asymmetric transmission signal can only be adjusted by changing the parameters of the structure itself. The structure is simple and the preparation is simple. It is simple and convenient to use.

【技术实现步骤摘要】
一种光学偏振器及其非对称传输信号的调节方法
本专利技术属于光学器件
，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。
技术介绍
非对称传输(AsymmetricTransmission，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(leftcircularlypolarized，LCP)经过系统A后，接收到的右旋光(rightcircularlypolarized，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，在本专利技术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。
技术实现思路
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。本专利技术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。进一步地，所述调控层第一矩形条和第三矩形条分别连接于所述贵金属层的上下表面，所述第二矩形条嵌于所述贵金属层内部。进一步地，所述第一矩形条连接于所述贵金属层的表面，所述第二矩形条和第三矩形条嵌于所述贵金属层内部。进一步地，一种光学偏振器的非对称传输信号的调节方法，包括以下步骤：将所述光学偏振器置于一温度可调的密闭环境中，通过调节环境温度T＜68℃或者T＞68℃，所述调控层VO2在T＜68℃或者T＞68℃具有不同的相态，产生不同的透射特性，从而得到不同的非对称传输特性；通过调节所述光学偏振器所处环境温度即可达到调节所述光学偏振器非对称传输信号的目的。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本申请实施例光学偏振器为“L”形结构，结构简单，对不同圆偏振光产生不同的极化转换率，可以产生较大的手性，本申请实施例光学偏振器设计新颖，结构简单，易于制备，解决了目前大多光学偏振器结构复杂，制备工艺复杂的问题。2.本申请实施例光学偏振器可以调节偏振光极化转换的相对大小，通过改变环境温度T，使VO2的晶格结构发生四方金红石结构(T＞68℃)和单斜结构(T＜68℃)的转变，两种温度下的VO2相态不同，产生不同的光学透射特性，从而在不改变原结构的前提下，实现通过调节光学偏振器所处环境温度T实现对本申请实施例“L”形结构透射特性的调节，从而达到改变本申请实施例光学偏振器的非对称传输模式的目的，解决了目前固定结构非对称传输信号无法调节的问题，本申请实施例光学偏振器不仅对今后设计光学偏振器具有一定的设计指导作用，更为其他光学器件的研究提供了一种新的研究方向和思路。3.本申请实施例光学偏振器结构简单，非对称传输信号调节方便快捷，不需要改变结构本身，只需要根据实际需要调节环境温度，即可实现对本申请实施例对于不同圆偏振光透射特性的调节，结构简单，制备工艺和调节方法简单方便，易于操作。4.本申请实施例光学偏振器调控层使用相变材料VO2制成，VO2的相变温度大约为68℃，与室温相差不大，不会影响该光学偏振器的其他组成部件的几何及光学特性，性能稳定，不易变形损坏，使用寿命长。5.本申请实施例光学偏振器中VO2在达到相变温度后，相变时间非常短，在ns级别，可以极大的提高本申请实施例光学偏振器非对称传输信号的调控灵敏度。6.本申请实施例光学偏振器中VO2的相变过程是可逆的，并可多次重复，可广泛应用在温控装置，光电开关等方面，使用和制备成本低，节省资源避免资源浪费。附图说明图1是本申请实施例极化转换的非对称传输原理示意图；图2是本申请实施例光学偏振器结构本体的立体结构图；图3是本申请实施例1光学偏振器“L”形结构结构示意图a；图4是本申请实施例1光学偏振器“L”形结构结构示意图b；图5是本申请实施例2光学偏振器“L”形结构结构示意图c；图6是本申请实施例2光学偏振器“L”形结构结构示意图d；图7是本申请实施例1光学偏振器“L”形结构调控层2连接于贵金属层表面时，在高温和低温时的极化转化光谱图；图8是本申请实施例1光学偏振器“L”形结构调控层2嵌于贵金属层内部时，在高温和低温时的极化转化光谱图；图9是本申请实施例1光学偏振器在常温下的电流分布图；图10是本申请实施例1光学偏振器在高温下的电流分布图。图中：1、贵金属层；2、调控层；21、第一矩形条；22、第二矩形条；23、第三矩形条。具体实施方式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。解决了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，本申请实施例光学偏振器结构简单，制备和使用方法简单方便，易于操作。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：如图2所示为本实施例一种光学偏振器，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。具体而言：本实施例基底层优选为玻璃基底。本实施例光学偏振器结构本体为“L”形结构，结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学偏振器，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种光学偏振器，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的光学偏振器，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的光学偏振器，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：中山科立特光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44