[實用新型]雙波片相位調(diào)整雙折射空間光橋接器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920073027.8
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN201464714U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬玲玉;劉立人;職亞楠;周煜;孫建鋒;許楠;閆愛民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: G02B26/06
• 分類號: G02B26/06;G02B27/28;G02B5/30
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及相干激光通信領(lǐng)域，具體是利用雙波片進(jìn)行相位調(diào)節(jié)的雙折射空間光橋接器，兩對組合的雙折射光學(xué)平板將兩輸入光束進(jìn)行空間分光合成，檢偏雙折射元件將耦合的兩路合成光束分成四路合成光束輸出，實現(xiàn)2×4的空間光橋接，兩個1/8波片分別產(chǎn)生所需要的相移，在相干探測的光接收機(jī)中用于空間復(fù)合激光信號光束和本機(jī)振蕩激光光束并輸出具有確定相位關(guān)系的合成光束，通過旋轉(zhuǎn)1/8波片可對最后輸出的四路合成光束的相位關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)需要產(chǎn)生90度的2×4空間光橋接器。

背景技術(shù)

實現(xiàn)大容量高碼率、小型輕量化和低功耗的星載激光通信終端是自由空間激光通信的需要。由于相干光通信的接收機(jī)靈敏度比非相干光通信的靈敏度高一個量級以上，并可采取多種調(diào)制方式，增加接收機(jī)選擇性，是實現(xiàn)新一代輕量化、高碼率星間激光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。一個相干光零差通信通道的接收端由本機(jī)激光振蕩器、光電子接收、鎖相環(huán)路、光橋接器以及信號光接收光路所組成。光橋接器將信號激光和本振激光鏈接到光電接收機(jī)，是相干光通信系統(tǒng)中的系統(tǒng)關(guān)鍵器件之一，相干通信系統(tǒng)的接收性能取決于光橋接器的性能。根據(jù)產(chǎn)生相移的類型，光學(xué)橋接器分為90°、180°兩種，其中180°相移橋接器用于平衡鎖相環(huán)路接收機(jī)，90°相移橋接器用于科斯塔斯鎖相環(huán)路接收機(jī)。根據(jù)輸入-輸出端口的數(shù)量分為2×2，2×4等不同的類型。在光纖通信系統(tǒng)中，人們利用光纖和波導(dǎo)發(fā)展多種光學(xué)橋接器方案，這些適用于光纖通信系統(tǒng)的光學(xué)橋接器不能滿足空間通信的需求，不屬于空間光橋接器，在自由空間激光通信系統(tǒng)中，所接收的光信號不僅要用于探測通信信息還要進(jìn)行位置信息提取以進(jìn)行光學(xué)精密跟蹤，對于自由空間激光通信終端，光橋接器必須是自由空間傳播的。在自由空間光橋接中，先技術(shù)[1]，[2](參見文獻(xiàn)1：Walter?R.leeb.Realization?of?90°and?180°Hybrids?for?Optical?Frequencies[C].Band?37[1983]，Heft?5/6：203-206.文獻(xiàn)2：R.Garreis，C.Zeiss，″90°opticalhybrid?for?coherent?receivers，″Proc.SPIE，Vol.1522，pp.210-219，1991.)提出了采用偏振分束器結(jié)合波片，非偏振分束器結(jié)合波片實現(xiàn)90度和180度相移的2×2空間光橋接器方案，文獻(xiàn)[2]則在此基礎(chǔ)上提出了2×4的90度相移的實現(xiàn)方案，但該方案須使入射光束的兩個偏振分量經(jīng)過偏振分束器、非偏振分束器后的相位滿足特定關(guān)系，這一點技術(shù)上很難實現(xiàn)，此外，還有整個光學(xué)系統(tǒng)需要保證光束的嚴(yán)格等光程傳輸，裝較困難，相關(guān)元件過多，不易集成等缺點。先技術(shù)[3]，[4](參見文獻(xiàn)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(fā)明專利，公告號：100383572，同名實用新型專利公告號：200959599；文獻(xiàn)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(fā)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(yīng)和電光效應(yīng)提出了另外的2×4的90度空間光橋接器方案，雖然解決了先技術(shù)[1]，[2]相關(guān)元件過多，不易集成的缺點，但先技術(shù)【3】具有進(jìn)行相位控制時需對每塊晶片加電壓并進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，工藝復(fù)雜，先技術(shù)【4】則具有不能進(jìn)行相位控制的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種雙波片相位調(diào)整雙折射空間光橋接器，該空間光橋接器具有結(jié)構(gòu)緊湊，相位調(diào)整方便的優(yōu)點。適用于自由空間傳輸?shù)南喔晒馓綔y系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種雙波片相位調(diào)整雙折射空間光橋接器，其特點是由沿光線的行進(jìn)方向依次的1/8波片、第一疊塊、第二疊塊和檢偏雙折射元件構(gòu)成，各元部件的位置關(guān)系是：所述的1/8波片包括第一1/8波片和第二1/8波片，第一雙折射光學(xué)平板和第二雙折射光學(xué)平板的光軸取向相反并疊在一起形成所述的第一疊塊，第三雙折射光學(xué)平板和第四雙折射光學(xué)平板的光軸取向相反并疊在一起形成所述的第二疊塊，所述的第一1/8波片位于第一雙折射光學(xué)平板的前面，所述的第二1/8波片位于第二雙折射光學(xué)平板的前面，所述的第一雙折射光學(xué)平板、第二雙折射光學(xué)平板的主截面與第三雙折射光學(xué)平板、第四雙折射光學(xué)平板的主截面相互垂直，所述的檢偏雙折射元件的主截面與第三雙折射光學(xué)平板的主截面成45°放置。

所述的第一雙折射光學(xué)平板、第二雙折射光學(xué)平板、第三雙折射光學(xué)平板、第四雙折射光學(xué)平板和檢偏雙折射元件的材料都是單軸雙折射晶體。