[發明專利]差動光柵空間光橋接器

無效

• 申請號: 200910114008.X
• 申請日: 2009-04-24
• 公開（公告）號: CN101539661A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 萬玲玉;班衛華;谷巍;蘇世達
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06;G02B5/30
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司
• 代理人: 王素娥

技術領域

本發明涉及相干探測、相干激光通信和激光雷達領域，具體是一種差動光柵空間光橋接器，利用差動光柵進行空間耦合輸入光束并產生相移輸出，在相干探測的光接收機中用于空間復合激光信號光束和本機振蕩激光光束，并根據需要產生90度，180度相移輸出，實現空間的2×290度，2×2180度和2×490度光橋接器。?

背景技術

相干探測技術和目前普遍采用的直接探測技術相比，其接收機的靈敏度高一個量級以上，是實現高靈敏度接收，提高數據傳輸速率和降低體積、質量和功耗的有效方法，采用相干探測體制的光接收機有零差和外差兩種接收方式，但不管是何種方式，在進行探測之前都需要光橋接器將信號激光和本振激光進行鏈接并產生所需的相移輸出，因此，光橋接器是相干光探測系統中的關鍵器件之一。根據產生相移的類型，光學橋接器分為90°、180°兩種，其中180°相移橋接器用于平衡鎖相環路接收機，90°相移橋接器用于科斯塔斯鎖相環路接收機。根據輸入-輸出端口的數量分為2×2，2×4等不同的類型。根據信號激光和本振激光的復合方式可分波導、光纖耦合型和自由空間傳播型，現有的光橋接器大多都是針對地面光纖通信系統發展的波導和光纖器件，不屬于自由空間光學橋接器。在自由空間光橋接中，先技術?[1]，[2](參見文獻1：Walter?R.leeb.Realization?o?f?90°and180°Hybrids?for?Optical?Frequencies[C].?Band?37[1983]，Heft?5/6：203-206.文獻2：R.Garreis，C.Zeiss，″90°opticalhybrid?for?coherent?receivers，″Proc.SPIE，Vol.1522，pp.210-219，1991.)采用波片結合偏振光干涉原理提出了可實現90度和180度相移的2×2空間光橋接器方案，文獻2則在此基礎上提出了2×4的90度相移的實現方案，但該方案存在整個光學系統需要保證光束的嚴格等光程傳輸，相關元件過多，不易集成以及不能寬光譜使用的缺點。文獻[1]中的2×2?90度空間光橋接器還有須損失50％能量的缺點。先技術[3]，[4](參見文獻3：劉立人，劉德安，閆愛民，欒竹，王利娟，孫建鋒，鐘向紅，電控相移空間光橋接器，發明專利，公告號：100383572，同名實用新型專利公告號：200959599；文獻4：劉立人，閆愛民，欒竹，劉德安，孫建鋒，王利娟，鐘向紅，雙折射自由空間光橋接器，發明專利，公告號：100383571，同名實用新型專利公告號2899300)綜合利用晶體的雙折射效應和電光效應提出了另外的2×4?90度空間光橋接器方案，雖然解決了先技術[1]，[2]相關元件過多，不易集成的缺點，但該技術方案對晶體的切割精度要求高，需嚴格保證晶體光軸、晶體主截面和輸入的線偏振光之間的角度關系，否則影響相干接收效率，此外，該技術方案還具有不能使用斜光束入射的缺點。?

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種利用差動光柵進行信號光和本振光的耦合并產生所需相移的差動光柵空間光橋接器。?

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：?

一種差動光柵空間光橋接器，它包括2×2的90度和180度空間光橋接器和2×4的90度空間光橋接器；所述的2×2的90度和180度空間光橋接器僅由一塊差動光柵01構成；所述的2×4的90度空間光橋接器，由差動光柵01，準直透鏡06，偏振分束器07和08或者一個檢偏雙折射元件13構成，各元部件的位置關系是：沿光線的行進方向依次是差動光柵01，準直透鏡06，偏振分束器07和08或者一個檢偏雙折射元件13。?

上述的2×2的90度和180度空間光橋接器即差動光柵01是在一塊光柵上具有兩個相互錯開的周期相同的周期性空間結構，這種結構有兩種：結構一是一塊光柵上有一分為二的兩個面積相同的區域，其中一個區域刻有空間頻率為f_c的周期性結構，另一個區域刻有以第一個區域的刻槽中心線為基線平行移動一微小距離Δ的相同空間周期結構，其中Δ＜1/f_c，對于2×2的90度空間光橋接器，差動量為?對于2×2的180度空間光橋接器，差動量為?結構二是光柵上有兩個平行錯開的周期性空間結構，相同的刻槽中心線相距一微小距離Δ，Δ＜1/f_c，對于2×2的90度橋接器，相距距離為?對于2×2的180度橋接器，相距距離為?

上述的2×4的90度差動光柵空間光橋接器的差動光柵01的結構和2×2的90度橋接器相同，它位于準直透鏡06的前焦平面。?