阅读说明：本技术 一种单向透光的光学结构 (A kind of optical texture of Unidirectional transparent ) 是由 鲍鹏飞 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种单向透光的光学结构,该光学结构包括依次放置的第一吸收型偏振片、具有旋光特性的光学元件、第二吸收型偏振片,第二吸收型偏振片与第一吸收型偏振片的透光方向摆放角度相差45°,所述的具有旋光特性的光学元件将线性偏振光顺时针或逆时针旋转45°。本发明通过光学偏振态的改变,实现反向光路的截止,从而达到单向透光的功能。该结构体积小巧,适用于许多对体积有要求的场合,变相减小了激光器或要求单向透光的结构的体积和重量。(The present invention discloses a kind of optical texture of Unidirectional transparent, the optical texture includes the first absorption-type polarizing film, the optical element with optically-active characteristic, the second absorption-type polarizing film being sequentially placed, second absorption-type polarizing film differs 45 ° with the light transmission direction placement angle of the first absorption-type polarizing film, and the optical element with optically-active characteristic is by 45 ° clockwise or counterclockwise of linearly polarized photon.The present invention realizes the cut-off of reverse optical path by the change of optical polarization, to reach the function of Unidirectional transparent.The structural volume is small and exquisite, suitable for many occasions required to volume, in a disguised form reduces laser or requires the volume and weight of the structure of Unidirectional transparent.)

一种单向透光的光学结构

技术领域

本发明涉及光学领域，具体涉及一种单向透光的光学结构。

背景技术

随着时代的迅速发展，光学器件的各个零部件都朝着小型化和轻量化发展，人们对单向透光结构的要求亦是如此。如今市面上应用较多的光隔离器主要采用法拉第旋光器和法拉第隔离器，缺点在于体积和重量较大且有效孔径较小，无法满足人们的需求。

发明内容

针对现有的单向透光结构的体积和重量大、有效孔径小的技术问题，本发明提供一种单向透光的光学结构，通过光学偏振态的改变，实现反向光路的截止，从而达到单向透光的功能，该结构体积小、重量轻。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种单向透光的光学结构，其特征在于，该光学结构包括依次排列布置的第一吸收型偏振片、具有旋光特性的光学元件、第二吸收型偏振片，当具有旋光特性的光学元件选择右旋45°时，第二吸收型偏振片与第一吸收型偏振片的透光方向呈逆时针45°摆放；当具有旋光特性的光学元件选择左旋45°时，第二吸收型偏振片与第一吸收型偏振片的透光方向呈顺时针45°摆放。

进一步地，所述的具有旋光特性的光学元件为旋光膜、手性高分子材料制成的LCD、石英旋光片等。

进一步地，所述的第一吸收型偏振片、具有旋光特性的光学元件、第二吸收型偏振片三者均为复合膜层，并通过胶合形成单向透光的光学结构。

进一步地，所述的第一吸收型偏振片和第二吸收型偏振片为P光偏振片或S光偏振片。

一种包括上述任意一项的单向透光的光学结构的激光器。

本发明的有益效果如下：

本发明通过光学偏振态的改变，实现反向光路的截止，从而达到单向透光的功能，该结构体积小巧，适用于许多对体积有要求的场合，变相减小了激光器或要求单向透光的结构的体积和重量。

附图说明

图1为本发明的单向透光的光学结构的实施例一光路示意图；

图2为本发明的单向透光的光学结构的实施例二光路示意图；

图3为本发明的单向透光的光学结构的实施例三光路示意图。

图中，第一吸收型偏振片1，具有旋光特性的光学元件2，第二吸收型偏振片3，第一光源4，第二光源5。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的单向透光的光学结构包括从左侧到右侧依次排列布置的第一吸收型偏振片1、具有旋光特性的光学元件2和第二吸收型偏振片3，第二吸收型偏振片3的透光方向与第一吸收型偏振片1的透光方向的摆放角度相差45°，所述的具有旋光特性的光学元件2将线性偏振光顺时针或逆时针旋转45°。

所述的具有旋光特性的光学元件2为旋光膜、手性高分子材料制成的LCD、石英旋光片等。第一吸收型偏振片1和第二吸收型偏振片3为P光偏振片或S光偏振片。

三个光学元件的排列规则在于：当具有旋光特性的光学元件2选择右旋45°时，第二吸收型偏振片3与第一吸收型偏振片1的透光方向呈逆时针45°摆放；当具有旋光特性的光学元件2选择左旋45°时，第二吸收型偏振片3与第一吸收型偏振片1的透光方向呈顺时针45°摆放。需要注意的是，任何满足上述摆放规则的结构都应当在本发明的保护范围内。

如图1所示为本发明的单向透光的光学结构的一实施例光路示意图。图1中第一吸收型偏振片1和第二吸收型偏振片3为透光方向夹角45°的吸收型P光偏振片，具有旋光特性的光学元件2为右旋45°的旋光片。第一光源4从左侧向右进入系统时为自然光，经过第一吸收型偏振片1变为第一线性偏振方向的偏振光(即P光)，后通过旋光片2顺时针旋转45°变成第二线性偏振方向的偏振光(与第一线性偏振方向呈45°偏转)，并到达第二吸收型偏振片3(透光方向为第二线性偏振方向)。因为偏振方向与偏振片透光方向相同，光线以低损耗出射，即该方向可透光。

另一方向，第二光源5从右侧向左进入系统时为自然光，经过第二吸收型偏振片3变为第二线性偏振方向的偏振光，后通过旋光片2顺时针旋转45°变为第三线性偏振方向的偏振光(与第一线性偏振方向垂直)，并到达第一吸收型偏振片1。因为偏振方向与第一吸收型偏振片1的透光方向相互垂直，光线被该偏振片大量吸收，即该方向无法透光。

以上即实现了从左至右可透射而从右至左不透光的单向透光功能，起到反向隔离作用。

作为另外一种实施例，具体实施例二光路图如图2所示。图2中第一吸收型偏振片1和第二吸收型偏振片3为透光方向夹角45°的吸收型P光偏振片，具有旋光特性的光学元件2为左旋45°的旋光片。第一光源4从左侧向右进入系统时为自然光，经过第一吸收型偏振片1变为第一线性偏振方向的偏振光(即P光)，后通过旋光片2逆时针旋转45°变成第二线性偏振方向的偏振光(与第一线性偏振方向呈45°偏转)，并到达第二吸收型偏振片3(透光方向为第二线性偏振方向)。因为偏振方向与偏振片透光方向相同，光线以低损耗出射，即该方向可透光。

另一方向，第二光源5从右侧向左进入系统时为自然光，经过第二吸收型偏振片3变为第二线性偏振方向的偏振光，后通过旋光片2逆时针旋转45°变为第三线性偏振方向的偏振光(与第一线性偏振方向垂直)，并到达第一吸收型偏振片1。因为偏振方向与第一吸收型偏振片1的透光方向相互垂直，光线被该偏振片大量吸收，即该方向无法透光。

本发明的单向透光的光学结构的实施例三光路示意图如图3所示，图3中第一吸收型偏振片1和第二吸收型偏振片3为透光方向夹角45°的吸收型S光偏振片，具有旋光特性的光学元件2为右旋45°的旋光片。第一光源4从左侧向右进入系统时为自然光，经过第一吸收型偏振片1变为第一线性偏振方向的偏振光(即S光)，后通过旋光片2顺时针旋转45°变成第二线性偏振方向的偏振光(与第一线性偏振方向呈45°偏转)，并到达第二吸收型偏振片3(透光方向为第二线性偏振方向)。因为偏振方向与偏振片透光方向相同，光线以低损耗出射，即该方向可透光。

另一方向，第二光源5从右侧向左进入系统时为自然光，经过第二吸收型偏振片3变为第二线性偏振方向的偏振光，后通过旋光片2顺时针旋转45°变为第三线性偏振方向的偏振光(与第一线性偏振方向垂直)，并到达第一吸收型偏振片1。因为偏振方向与第一吸收型偏振片1的透光方向相互垂直，光线被该偏振片大量吸收，即该方向无法透光。

需要注意的是，本发明包括但不仅限于上述实施例，其中第一吸收型偏振片1和第二吸收型偏振片2不要求同时为P光偏振片或是S光偏振片，可以是P光偏振片和S光偏振片的组合。

本发明可以应用于激光器的反向隔离，但不仅仅包括激光器的反向隔离，还包括各种要求单向透光的结构和场合。因为激光器工作模式的特殊性，许多激光器需要添加反向隔离器，防止经过平面后的激光反射后，原路返回激光器，并发生多次折返和能量堆积，对内部晶体等结构造成损害。

实际应用中，图1中的1、2、3三个结构以胶合等形式存在，构成一个整体元件。可以直接应用在激光器的发射端，防止反向激光进入激光器，造成损害。图1中的第一光源4即可视为激光器的发射端，而第二光源5可视为因反射或漫反射等原路返回的杂散光。以该结构和该原理可以很好的让激光器出射而降低能量损耗。同时，返回的光被该结构吸收，较好地保护了激光器的发射源。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。