[發明專利]一種基于相位控制和偏振控制的混合相干偏振合成方法

有效

• 申請號: 201710400508.4
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107037597B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 耿超;楊燕;李新陽;李楓;黃冠
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 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

本發明公開了一種基于相位控制和偏振控制的混合相干偏振合成方法。該方法通過級聯的相位控制和偏振控制、利用光纖和光纖器件實現三路輸入光束的高效相干偏振合成，輸出線偏振光；實現該方法所需要的器件包括光纖相位補償器、光纖偏振合束器、光纖偏振控制器、光纖檢偏器、光電探測器和合成控制器；以此方法為基礎，輸入光束的路數可拓展至三路以上；與基于相位控制的相干偏振合成方法相比，該方法可補償輸入光束光強不匹配的影響，實現高效的相干偏振合成。

技術領域

本發明涉及一種相干偏振合成方法，尤其是一種基于相位控制和偏振控制的混合相干偏振合成方法，屬于光學工程技術領域。在自由空間激光通信、激光大氣傳輸、激光雷達等領域有著重要的應用前景。

背景技術

相干偏振合成方法可用于將偏振態互相垂直的線偏振光合成為一束。基于光纖和光纖器件的相干偏振合成具有結構緊湊、穩定性高、易于與其他光纖器件相結合的優點，在自由空間激光通信、激光大氣傳輸、激光雷達等領域有著重要的應用前景。然而，受輸入光束相位不一致、光強不匹配等因素的影響，合成光束為隨機偏振態，高效、高穩定的相干偏振合成難以實現。

目前，基于相位控制的相干偏振合成方法是實現相干偏振合成、提高合成效率、輸出偏振方向沿光纖慢軸的線偏振光的主要技術手段之一。中國科學院光電技術研究所開展了基于相位控制的光纖相干偏振合成研究，進行了理論分析，并完成了相應的實驗驗證(Y.Yang,C.Geng,et al.,“Combining module based on coherent polarization beamcombining,”Applied Optics 56,2020-2028(2017))。研究結果表明，基于相位控制的相干偏振合成方法能利用光纖和光纖器件實現高效的相干偏振合成。然而，基于相位控制技術的相干偏振合成方法無法補償輸入光束光強不匹配的影響。當輸入路數是2^N(N＝1,2,3…)路時，若輸入光束的光強不一致，則受輸入光強差的影響，相干偏振合成效率降低；當輸入路數不是2^N(N＝1,2,3…)路時，額外引入的光強差將進一步降低相干偏振合成效率。因此，如何補償光強不匹配的影響，以實現高效的相干偏振合成十分重要。近年來，偏振控制技術的出現和發展為補償輸入光束光強差的影響、實現高效相干偏振合成提供了契機，偏振控制技術利用光纖偏振控制器可實現任意偏振態之間的轉換，目前被廣泛應用于補償非保偏光纖放大器中的退偏現象。但是，基于偏振控制的相干偏振合成方法未見報道。

本發明結合相干偏振合成技術、相位控制技術以及偏振控制技術，提出了一種基于相位控制和偏振控制的混合相干偏振合成方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有相干偏振合成方案的不足，提出一種基于相位控制和偏振控制的混合相干偏振合成方法，通過級聯的相位控制和偏振控制、利用光纖和光纖器件實現三路輸入光束的高效相干偏振合成，輸出線偏振光。與基于相位控制的相干偏振合成方法相比，該方法可補償輸入光束光強不匹配的影響，實現高效的相干偏振合成。