[發(fā)明專利]一種光混頻器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110402646.9
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102495477A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭陽;王加科;付躍剛;胡源;王志堅
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光混頻器，用于實(shí)現(xiàn)輸出四路具有相對相位差90度的相干光，屬于自由空間激光通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著信息時代的高速發(fā)展，空間通信迫切需求高速率數(shù)據(jù)傳輸。相對于微波通信，激光作為載波具有良好通信潛能。空間激光通信領(lǐng)域中相干探測技術(shù)和目前普遍采用的直接探測技術(shù)相比，具有靈敏度高，中繼距離長，選擇性好，通信容量大，具有多種調(diào)制方式應(yīng)用更加靈活。在自由空間為了實(shí)現(xiàn)大容量高碼率，輕小型化和低功耗的星載激光通信，應(yīng)用相干探測原理已成為自由空間激光通信的研究熱點(diǎn)。相干探測中零差探測BPSK調(diào)制方式理論上可獲得最高的探測靈敏度。通信接收端由本地激光振蕩器、光電接收器、鎖相環(huán)路、光混頻器以及信號光接收光路所組成。其中光混合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)的關(guān)鍵元件。文獻(xiàn)R.Garreis，C.Zeiss，90?optical?hybrid?for?coherent?receiver，proc.SPIE，Vol.1522：210-219里面所提及的2x490度光混頻器，原理是采用線偏振光與圓偏振混合，采用偏振分光棱鏡或偏振分光棱鏡和非偏振分光棱鏡組合并且要求非偏振分光棱鏡分光面對透射光和反射光之間產(chǎn)生90度位相差，對實(shí)際鍍膜工藝要求很高。本發(fā)明與之不同，本發(fā)明采用偏振方向互相垂直的線偏振光混合，并且只采用了非偏振的分光棱鏡，只要求在分光面鍍半反半透膜對鍍膜工藝要求不高更容易實(shí)現(xiàn)，并且波片的快慢軸放置也與其不同，相移產(chǎn)生的原理也不同。一種空間相干激光通信用光混頻器(CN?102053381)，里面所述采用的是兩個偏振方向相同的線偏振光混合。與本發(fā)明不同，本發(fā)明采用兩個偏振方向互相垂直的線偏振光混合，光學(xué)原理不同。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)緊湊，簡單易行，可應(yīng)用于自由空間激光通信相干接收領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種光混頻器，該裝置能夠使信號光和本振光相干混合，并輸出四路具有相對相位差90度的相干光。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種光混頻器，其特殊之處在于：一種光混頻器，該裝置由偏振片(3)，偏振片(4)，非偏振分光棱鏡(5)，λ/2波片(6)，非偏振分光棱鏡(7)，偏振片(8)，λ/4波片(9)，偏振片(10)，非偏振分光棱鏡(11)，偏振片(12)，λ/4波片(13)和偏振片(14)組成。

上述偏振片(3)的透光軸方向平行于主截面垂直于光傳播方向。

上述偏振片(4)的透光軸方向垂直于主截面。

上述λ/2波片(6)、λ/4波片(9)和λ/4波片(13)的快軸方向平行于主截面垂直于光傳播方向，慢軸方向垂直于主截面。

上述的偏振片(8)、偏振片(10)、偏振片(12)和偏振片(14)的透光軸與主截面法線夾角45度。

信號光(1)經(jīng)過偏振片(3)和本振光(2)經(jīng)過偏振片(4)在非偏振分光棱鏡(5)處匯合后，經(jīng)非偏振分光棱鏡(5)將本振光和信號光混合后分成I、II兩路，I路經(jīng)過非偏振分光棱鏡(7)又分成兩路，一路經(jīng)過偏振片(8)后相位為0，另一路經(jīng)過λ/4波片(9)和偏振片(10)后相位為90度。II路經(jīng)過λ/2波片(6)和分光棱鏡(11)后又分成兩路，一路經(jīng)過偏振片(12)后為相為180度，另一路經(jīng)過λ/4波片(13)和偏振片(14)后相位為270度。

本發(fā)明能夠解決的主要技術(shù)問題及積極效果是：

1、可實(shí)現(xiàn)信號光和本振光相干混頻，并輸出四路相移90度相干光。

2、原理方案簡單易行，結(jié)構(gòu)緊湊利于體積小型化設(shè)計。

附圖說明

附圖為一種光混頻器結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)號說明：1-信號光；2-本振光；3-偏振片；4-偏振片；5-非偏振分光棱鏡；6-λ/2波片；7-非偏振分光棱鏡；8-偏振片；9-λ/4波片；10-偏振片；11-非偏振分光棱鏡；12-偏振片；13-λ/4波片；14-偏振片。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種光混頻器，該裝置由偏振片(3)，偏振片(4)，非偏振分光棱鏡(5)，λ/2波片(6)，非偏振分光棱鏡(7)，偏振片(8)，λ/4波片(9)，偏振片(10)，非偏振分光棱鏡(11)，偏振片(12)，λ/4波片(13)和偏振片(14)組成。信號光(1)和本振光(2)分別經(jīng)過偏振片(3)和偏振片(4)后在非偏振分光棱鏡(5)處匯合，經(jīng)過非偏振分光棱鏡(5)后分成兩路光，一路光經(jīng)過非偏振棱鏡(7)反射后，再經(jīng)偏振片(8)后獲得相位為0度相干光。經(jīng)過非偏振棱鏡(7)透射后，再經(jīng)偏振片(9)和偏振片(10)后獲得相對相位為90度的相干光。另一路光經(jīng)過λ/2波片(6)后，經(jīng)非偏振分光棱鏡(11)透射，再經(jīng)偏振片(12)獲得相對相位為180度的相干光。經(jīng)非偏振分光棱鏡(11)反射后，再經(jīng)偏振片(13)和偏振片(14)后獲得相對相位為270度的相干光。