[發(fā)明專利]基于光學相控陣的光纖空間傳輸模式轉(zhuǎn)換裝置及轉(zhuǎn)換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610174615.5
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105652553B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王東;靳寶全;王云才;王宇;喬鐵柱;張紅娟;高妍
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學
• 主分類號: G02F1/29
• 分類號: G02F1/29;H04B10/25
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發(fā)明涉及衍射光學與光纖光學交叉領(lǐng)域，具體涉及一種基于可自由靈活編程控制的光學相控陣的光纖空間多種傳輸模式的轉(zhuǎn)換裝置及轉(zhuǎn)換方法。該轉(zhuǎn)換裝置由兩套光纖耦合接口、準直擴束器、分束器、反射鏡以光學相控陣作用面成對稱放置或者以光學相控陣作用面的垂直面成對稱放置，構(gòu)成4?f系統(tǒng)，光學相控陣5置于4?f系統(tǒng)的傅立葉平面上，形成轉(zhuǎn)換裝置，本發(fā)明同時還公布了利用該轉(zhuǎn)換裝置進行轉(zhuǎn)換的方法，實現(xiàn)了光纖空間傳輸模式的自由靈活轉(zhuǎn)換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衍射光學與光纖光學交叉領(lǐng)域，具體涉及一種基于可自由靈活編程控制的光學相控陣的光纖空間多種傳輸模式的轉(zhuǎn)換裝置及轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)

光纖空間多種傳輸模式具有多樣性，在光纖傳感、光纖通訊以及光纖穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有廣泛應用，但是由于不同的目的需要不同光纖空間傳輸模式，光纖空間傳輸模式需要經(jīng)常轉(zhuǎn)換，當前的光纖空間傳輸模式多為一對一模式轉(zhuǎn)換，即“一事一用”，不能滿足自由靈活轉(zhuǎn)換的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何實現(xiàn)光纖空間多種傳輸模式的自由靈活變換，避免“一事一用”。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：基于光學相控陣的光纖空間傳輸模式轉(zhuǎn)換裝置，該轉(zhuǎn)換裝置由第一光纖耦合接口、第一準直擴束器、第一分束器、第一反射鏡、光學相控陣、第二反射鏡、第二分束器、第二準直擴束器和第二光纖耦合接口組成，第一纖光耦合接口、第一準直擴束器、第一分束器、第一反射鏡與第二反射鏡、第二分束器、第二準直擴束器、第二光纖耦合接口以光學相控陣作用面成對稱放置或者以光學相控陣作用面的垂直面成對稱放置，構(gòu)成4-f系統(tǒng)，光學相控陣置于4-f系統(tǒng)的傅立葉平面上，光學相控陣用于承載設(shè)計的相位分布，對傳輸?shù)墓馐ㄆ痤A期調(diào)制作用。光學相控陣5為透射式光學相控陣或反射式光學相控陣。

作為一種優(yōu)選方式：光學相控陣為透射式光學相控陣，第一光纖耦合接口、第一準直擴束器、第一分束器、第一反射鏡與第二反射鏡、第二分束器、第二準直擴束器、第二光纖耦合接口以光學相控陣作用面成對稱放置。

作為一種優(yōu)選方式：光學相控陣為反射式光學相控陣，第一光纖耦合接口、第一準直擴束器、第一分束器、第一反射鏡與第二反射鏡、第二分束器、第二準直擴束器、第二光纖耦合接口以光學相控陣作用面的垂直面成對稱放置。

利用本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)換裝置進行轉(zhuǎn)換的方法，按照如下的步驟進行：

步驟一：設(shè)定第一光纖耦合接口處接入光纖的空間傳輸模式，第二光纖耦合接口處接入光纖需求的空間傳輸模式，光學相控陣初始相位分布設(shè)置為無調(diào)制模式；

步驟二：判斷第一光纖耦合接口處接入光纖的空間傳輸模式與第二光纖耦合接口處接入光纖需求的空間傳輸模式是否一致，如果兩者一致，光學相控陣相位分布選擇初始相位分布作為光學相控陣的相位分布，如果不一致，依據(jù)第二光纖耦合接口處接入光纖需求的空間傳輸模式，設(shè)計出需要載入光學相控陣的相位分布，并選擇其作為光學相控陣的相位分布；

步驟三：將選擇的光學相控陣的相位分布載入光學相控陣，實現(xiàn)第一光纖耦合接口處接入光纖的空間傳輸模式向第二光纖耦合接口處接入光纖需求的空間傳輸模式的預期轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用光學相控陣相位分布的可實時編程控制特性，提供了一種自由靈活地實現(xiàn)光纖空間傳輸模式的轉(zhuǎn)換的裝置，并利用該裝置實現(xiàn)了光纖空間傳輸模式的自由靈活轉(zhuǎn)換。本發(fā)明具有模式轉(zhuǎn)換靈活、自由、方便；可實時在線調(diào)控傳輸模式的轉(zhuǎn)換；結(jié)構(gòu)簡單，且模式轉(zhuǎn)換具有可逆性；可實現(xiàn)現(xiàn)有大部分空間模式的自由轉(zhuǎn)換，避免“一事一用”。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明一種基于光學相控陣的光纖空間傳輸模式轉(zhuǎn)換裝置示意圖；

圖2是本發(fā)明另一種基于光學相控陣的光纖空間傳輸模式轉(zhuǎn)換裝置示意圖；