专利名称：双路90°光混频器的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及空间激光通信领域。
背景技术：
空间相干激光通信是通信领域中的一个重要研究方向，空间相干激光通信的技术难点主要是相干探测问题。在激光接收端，接收的信号光和本振光首先要进行光相干混频， 然后由光电探测器接收，光混频器是完成两束激光相干探测的重要部件。在相位分集、偏振分集光相干接收系统中，光混频器为双路90°混频器。本发明涉及空间相干激光通信的光混频技术。
发明内容
本发明提出一种基于双频干涉的可用于空间激光通信的2-8结构、双路90°光混频器。该光混频器由偏振分光棱镜PBS、偏振片P1、偏振片P2、λ /4波片Q1、λ /4波片 Q2、λ /4波片Q3、λ /4波片Q4、λ /4波片Q5、λ /4波片Q6、分光棱镜Li、分光棱镜L2、分光棱镜L3、分光棱镜L4、分光棱镜L5、分光棱镜L6、λ /2波片gl和λ /2波片g2组成。激光器发出的本振光为部分偏振光，使之长轴和偏振片Pl透光轴平行，故经Pl后变为线偏振光，λ/4波片Ql快轴方向和Pl透光轴成45°，出射的光波为圆偏振光并进入分光棱镜PBS。信号光经偏振片Ρ2变成线偏振光，且Ρ2透光轴和Pl透光轴相同，λ /4波片Q2快轴和Ρ2透光轴成45°，出射的光波为圆偏振光，且保证和本振光经Pl和Q2的圆偏振光旋
转方向一致。偏振分光棱镜PBS的作用，是使圆偏振光中的P波和S波分别反射和透射。如图 2中本振圆偏振光的S波透射，P波反射，而信号圆偏振光中的P波透射，S波反射，因此射入PBS右方的为P波，射入PBS上方的为S波。PBS右方的光束经分光棱镜Ll和L2后为位相0°的P波；经分光棱镜Ll透射、 L2反射的光束，再经λ/4波片Q3变为位相90°的P波。另一路经分光棱镜Ll反射，λ/2 波片gl和分光棱镜L3透射光束变为位相180°的P波；而经分光棱镜L3反射，又经λ /4 波片Q4透射的光束变为位相270°的P波。PBS上方的光束经分光棱镜L4、L5透射为位相0°的S波；经分光棱镜L4透射、 L5反射，再经λ/4波片Q5透射的光束变为位相90°的S波。另一路经分光棱镜L4反射、 λ /2波片g2和分光棱镜L6透射的光束为位相180°的S波；而经分光棱镜L6反射，又经 λ/4波片Q6透射的光束，变为位相270°的S波。
图1是该混频器应用在相干激光通信系统中的功能示意图。
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图2是2-8结构、双路90°混频器的光学设计示意图。权利要求1所述的光混频器，具备以下有益效果(1)可作为空间相干激光通信系统中信号光和本振光的相干混频器；( 结构紧凑，小型化。
具体实施例方式实施例1本发明的双路90°光混频器由PBS偏振分光棱镜、偏振片P1、偏振片P2、λ /4波片Q1、λ /4波片Q2、λ /4波片Q3、λ /4波片Q4、λ /4波片Q5、λ /4波片Q6、分光棱镜Li、 分光棱镜L2、分光棱镜L3、分光棱镜L4、分光棱镜L5、分光棱镜L6、λ /2波片gl和λ /2波片g2组成。激光器发出的本振光经偏振片P1、λ /4波片Ql进入偏振分光棱镜PBS ；信号光经偏振片Ρ2、λ /4波片Q2进入偏振分光棱镜PBS。如图2所示，PBS右方的光束经分光棱镜Li、L2透射为位相0°的P波；经分光棱镜Ll透射、L2反射，再经λ/4波片Q3为位相90°的P波。另一路经分光棱镜Ll反射、 λ /2波片gl和分光棱镜L3透射的光束为位相180°的P波；而经分光棱镜L3反射，又经 λ/4波片Q4透射的光束为位相270°的P波。PBS上方的光束经分光棱镜L4、L5透射为位相0°的S波；经分光棱镜L4透射、 L5反射，再经λ/4波片Q5透射的光束为位相90°的S波。另一路经分光棱镜L4反射、 λ /2波片g2和分光棱镜L6透射的光束为位相180°的S波；而经分光棱镜L6反射，又经 λ/4波片Q6透射的光束为位相270°的S波。
权利要求
1.本发明的双路90°光混频器，其特征在于，该混频器由PBS偏振分光棱镜、偏振片 Pl、偏振片P2、λ /4波片Q1、λ /4波片Q2、λ /4波片Q3、λ /4波片Q4、λ /4波片Q5、λ /4 波片Q6、分光棱镜Li、分光棱镜L2、分光棱镜L3、分光棱镜L4、分光棱镜L5、分光棱镜L6、 λ /2波片gl和λ /2波片g2组成。
2.根据权利1，激光器发出的本振光为部分偏振光，使之长轴和偏振片Pl透光轴平行， 故经Pl后为线偏振光，λ/4波片Ql快轴方向和Pl透光轴成45°，出射的光波为圆偏振光进入分光棱镜PBS。信号光经偏振片Ρ2变成线偏振光，且Ρ2透光轴和Pl透光轴相同，λ /4波片Q2快轴和Ρ2透光轴成45°，出射的光波为圆偏振光，且保证和本振光经Pl和Q2的圆偏振光旋转方向一致。偏振分光棱镜PBS的作用，是使圆偏振光中的P波和S波分别反射和透射。混频器中本振圆偏振光的S波透射，P波反射；而信号圆偏振光中的P波透射，S波反射，故射入PBS 右方的为P波，射入PBS上方的为S波。PBS右方的光束经分光棱镜Ll和L2透射为位相0°的P波；经分光棱镜Ll透射、L2 反射，再经λ /4波片Q3为位相90°的P波。另一路经分光棱镜Ll反射、λ /2波片gl和分光棱镜L3透射为位相180°的P波；而经分光棱镜L3反射，又经λ /4波片Q4透射为位相270°的P波。PBS上方的光束经分光棱镜L4、L5透射后为位相0°的S波；经分光棱镜L4透射、L5 反射，再经λ /4波片Q5透射为位相90°的S波。另一路经分光棱镜L4反射、λ /2波片g2 和分光棱镜L6透射为位相180°的S波；而经分光棱镜L6反射，又经λ /4波片Q6透射为位相270°的S波。
3.该混频器可作为空间相干激光通信用光混频器。
全文摘要
本发明专利提出一种2-8结构、双路90°光混频器，属于空间光通信领域。该光混频器由偏振分光棱镜PBS、偏振片P1、偏振片P2、λ/4波片Q1、λ/4波片Q2、λ/4波片Q3、λ/4波片Q4、λ/4波片Q5、λ/4波片Q6、分光棱镜L1、分光棱镜L2、分光棱镜L3、分光棱镜L4、分光棱镜L5、分光棱镜L6、λ/2波片g1和λ/2波片g2组成。本发明可用作空间相干激光通信系统中信号光和本振光的相干混频器。
文档编号G02B27/28GK102253499SQ20111017426
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者刘泉, 王志坚 申请人:长春理工大学