一种新型偏振相关反射光去耦合系统技术领域
本发明涉及光学设计技术领域，尤其涉及光通讯领域的一种新型偏振相关
反射光去耦合系统。
背景技术
在光学产品设计中经常会遇到反射光干扰入射光学系统，导致整个光学系
统性能下降或无法工作，因此在很多的光学产品设计中需要采取措施来降低或
克服反射光耦合到入射光学系统中，以达到稳定的性能及功能。常用的降低反
射光影响的方法有如下几种，
(1)在反射界面镀增透膜(AR)，以减少反射光的总量。此方法用高低
折射率间隔的介质材料层叠，以达到减少反射的目的，此方法成本低，但是有
两个缺点，一是：反射光偏振态和入射光相同，反射光仍然会影响入射端的稳
定工作；二是：由于镀膜技术的限制，反射率最高只能做到-20～30dB，达不到
一些行业更高的要求。
(2)采用法拉第旋光效应和偏振片组合的光学隔离器设计。此设计利用
偏振片的偏振选择特性，只能允许和其选择方向相同的入射线偏振光通过；然
后进入法拉第旋光晶体后，入射光偏振方向旋转45度；入射光照射到反射界
面后返回，在法拉第旋光晶体中偏振方向再次沿相同方向旋转45度，此时与
入射光的偏振方向和偏振片的选择方向成90度垂直状态，不能通过偏振片，
从而达到隔离反射光的效果。此方法的隔离度可以达到-40dB，满足大多数应
用需求。但是此两种材料被国外2家公司垄断，价格极其昂贵，市场供应能力
也有限。
发明内容
本发明提供了一种新型偏振相关反射光去耦合系统的设计方法。
本发明提供如下技术方案：
一种新型偏振相关反射光去耦合系统。其中，所述系统：
(1)材料构成包括一个偏振元件和一个1/4波长位相延迟元件。
(2)偏振元件的偏振选择方向和1/4波长位相延迟元件的光轴在入射表
面的投影目标角度为45°或135°。
(3)入射线偏振光必须与偏振元件的偏振选择方向一致。
有益效果：本发明所提供的一种新型偏振相关反射光去耦合系统，利用偏
振元件的线性起偏及检偏现象，和1/4波片的位相延迟效应，使反射光相对于
入射光的偏振态发生90度旋转，然后利用偏振元件的线性起偏及检偏现象，
阻挡反射光进入入射光路，从而实现反射光去耦合的效果。该方法的去耦合效
果可以达到-40dB以上，同时无需使用现有技术中昂贵的法拉第旋光晶体，极
大的降低了成本。
附图说明：以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1：本发明具体实施例的偏振元件偏振选择方向示意图。
图2：本发明具体实施例的偏振元件线性起偏及检偏示意图。
图3：本发明具体实施例的1/4波片光轴示意图
图4：本发明具体实施例的1/4波片o光，e光分解示意图
图5：本发明具体实施例的1/4波片位相延迟及偏振态变换机理
图6：本发明具体实施例的入射光及反射光的偏振态变换及隔离示意图具
体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。需要注意的
是，根据本发明的设计原理的实施方式仅仅作为以平板式偏振元件，且偏振元
件的偏振选择方向和1/4波片的光轴在入射表面的投影目标角度为45°，入射
光线正入射入射表面的例子，但本发明不限于该具体实施方式，其它形式和形
状(如楔形，棱镜，透镜等)的偏振元件设计，偏振元件的偏振选择方向和1/4
波片的光轴在入射表面的投影目标角度为135°的设计，复合波片的设计，以
及入射光线斜入射入射表面的设计也属此发明范畴。
应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限
定本发明。
如图1所示，为本发明具体实施例的偏振元件偏振选择方向示意图。
所述偏振元件材料可以为偏振片。其中，11是一片线偏振起偏及检偏元件，XY
平面为入射表面，Z轴为入射表面的法线。偏振选择方向平行于X轴。
如图2所示，为本发明具体实施例的偏振片线性起偏及检偏示意图。当任
意偏振态的光线入射偏振片时，偏振片只允许某一个线偏振态的光通过，我们
称之为偏振片的偏振选择方向。
以自然光入射偏振片为例，入射光通过偏振片后只剩下与偏振选择方向平
行的线偏振光，我们称这种现象为“起偏”，对应的方向即为起偏方向。
同理，当入射光为与偏振选择方向垂直的线偏振光时，所有光将被阻挡，
没有光能够通过偏振片。我们可以用偏振片的这种偏振选择特性来判断光线的
偏振态，并称用偏振片检测光线偏振态的动作为“检偏”。
如图3所示，为本发明具体实施例的1/4波片光轴示意图。12是一片
1/4波片，XY平面为入射表面，Z轴为入射表面的法线。光轴处于XY平面内，
并与X轴成α角，α角目标角度为45度。
如图4所示，为本发明具体实施例的1/4波片o光，e光分解示意图。入
射线偏振光21沿Z轴入射1/4波片，且入射光线偏振方向与X轴平行，由于
入射光线偏振方向与光轴成45度角，入射线偏振光将分解为两个等振幅的线
偏振光，一个是沿光轴方向振动的e光，另一个是垂直于光轴方向振动的o光。
如图5所示，为本发明具体实施例的1/4波片位相延迟及偏振态变换机理。
入射线偏振光21分解成的o光和e光经过1/4波片后，o光和e光之间产生
1/4波长的位相差。因此，o光和e光两个线偏振光合成为一个圆偏振光出射
1/4波片。
当入射光遇到反射界面后，反射光以圆偏振光的形式再次进入1/4波片，
会被再次分解为存在1/4波长位相差的o光和e光线偏振光，经过第二次1/4
波片传播，叠加第二次的1/4波长位相差后o光和e光之间位相差变为1/2波
长，o光和e光合成为一个与入射光偏振方向成90度角的线偏振光22出射1/4
波片。
如图6所示，为本发明具体实施例的入射光及反射光的偏振态变换及隔离
示意图。11为偏振片，12为1/4波片。
入射线偏振光的偏振态平行于偏振片选择方向(X轴)亦即起偏方向(图
6中位置A)，垂直入射表面入射偏振片，此时入射光无损耗地通过偏振片，
且偏振态不发生变化(即图6中位置B)。
进入1/4波片后，如图3，图4，图5所示，通过1/4波片后，入射光偏
振态从线偏振变为圆偏振(即图6中位置C)。当出射圆偏振光遇到反射界面
后，如上所述，反射回来的光以与入射线偏振光方向成90度角的线偏振光22
出射1/4波片。
此时，进入偏振片的反射线偏振光与偏振选择方向垂直，因此反射光不能
通过偏振片进入入射光路，从而实现反射光去耦合效果。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本
发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的
权利要求的保护范围。