一种基于相干原理的偏振态检测装置的制作方法

本实用新型属于光传感与光检测技术领域，具体涉及一种基于相干原理的偏振态检测装置。

背景技术：

目前，偏振态的检测主要依靠偏振分析仪。这种仪器的价格很贵，而且体积大、有机械运动部分。基于偏振原理的光学传感器，往往需要进行斯托克斯参数的全参数测量。显然，将价格昂贵的偏振分析仪置于传感器探头之内是不现实的。所以，目前的光学偏振传感器都只能检测x与y分量的光功率，也就是只能检测4个斯托克斯参数中的2个，即s0＝px+py和

这种状况，给偏振型光学传感器的设计带来了很多不便，成为阻碍偏振型光学传感器设计的共性问题，分析出现这种状况的原因，是由于无论使用多少个偏振分束器、合束器、分光棱镜，都不可能得到相关的相位信息，而4个斯托克斯参数中的另两个为和式中是两个分量之间的相位差。因此，问题的关键是如何获得相位差。

技术实现要素：

本实用新型为了解决测定相位差的问题，提出了一种利用本地激光器相干的方法来测定。因为每个光学传感器，都自带激光器作为它的光源，因此，利用这个光源与被测光进行相干，可以获得需要的斯托克斯参数。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：设计了一种基于相干原理的偏振态检测装置，包括第一本地激光器、第二本地激光、偏振分束器、第一偏振不敏感光分束器、第二偏振不敏感光束光器、第一光探测器、第二光探测器、数采卡、计算机，其中：

所述偏振分束器会将待测的输入光分为x偏振与y偏振两路；

所述x偏振光路前方设置有第一偏振不敏感分束器且所述y偏振光路前方设置有第二偏振不敏感分束器；

所述第一本地激光器可产生x’偏振光且由第一引入接头引入到第二偏振不敏感分束器；

所述第二偏振不敏感分束器使y偏振光与x’偏振光交叉相干，得到第二交叉相干光；

所述第二本地激光器可产生y’偏振光且由第二引入接头引入第一偏振不敏感分束器；

所述第一偏振不敏感分束器使x偏振光与y’偏振光交叉相干，得到第一交叉相干光；

所述第一交叉相干光可被第一光探测器、第二交叉相干光可被第二光探测器接收转换为电信号，并被与之相连的数采卡采集；

所述数采卡通过信号线与带有显示功能的微机电性相连。

优选的，所述第一引入接头及第二引入接头可为自聚焦透镜。

优选的，所述的第一本地激光器和第二本地激光器输出的两束偏振光可用一个激光器发出的光经由偏振分束器得到。

优选的，所述第一光探测器、第二光探测器可以是pin管且两个所述pin管的响应度相等。

优选的，所述x偏振光路及y偏振光路分别为和

优选的，所述x’偏振光及y’偏振光的大小相同且相位相同；即且所以

优选的，所述第一交叉相干光路及第二交叉相干光路分别为

优选的，所述第一光探测器、第二光探测器可以分别对第一交叉相干光路及第二交叉相干光路进行接收，得到第一光探测器、第二光探测器接收光电流分别为：

优选的，所述式中r1,r2为第一光探测器、第二光探测器的响应度。

优选的，将所述第一光探测器、第二光探测器接收到的光电流的直流与交流部分开，可得：

其中，

i1＝＝r1(px+p0),

近一步地，

其中，

i2＝＝r2(py+p0),

于是，

优选的，所述两只探测器的响应度相同，可以得到：

i1＝-i2＝＝r0(px-py)、

i1＝+i2＝＝r0(px+py+2p0)。

本实用新型的技术效果和优点：该偏振态检测装置，不像一般的偏振分析仪那样，使用旋转部件或者可重新配置的液晶，不仅测量速度慢，而且价格昂贵；本偏振态检测装置巧妙地利用传感器自带的激光器，通过与被测光的x分量与y分量交叉相干，由数据处理得到两个分量的相位差，并计算出相关的斯托克斯参数且具有体积小、重量轻、成本低等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-第一本地激光器，2-第二本地激光，3-偏振分束器，4-第一偏振不敏感光分束器，5-第二偏振不敏感光束光器，6-第一光探测器，7-第二光探测器，8-数采卡，9-计算机，10-第一引入接头，11-第二引入接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了如图1中所示的一种基于相干原理的偏振态检测装置，包括第一本地激光器1、第二本地激光2、偏振分束器3、第一偏振不敏感光分束器4、第二偏振不敏感光束光器5、第一光探测器6、第二光探测器7、数采卡8、计算机9，其中：

所述偏振分束器3会将待测的输入光分为x偏振与y偏振两路；

所述x偏振光路前方设置有第一偏振不敏感分束器4且所述y偏振光路前方设置有第二偏振不敏感分束器5；

所述第一本地激光器1可产生x’偏振光且由第一引入接头10引入到第二偏振不敏感分束器5；

所述第二偏振不敏感分束器5使y偏振光与x’偏振光交叉相干，得到第二交叉相干光；

所述第二本地激光器2可产生y’偏振光且由第二引入接头11引入第一偏振不敏感分束器4；

所述第一偏振不敏感分束器4使x偏振光与y’偏振光交叉相干，得到第一交叉相干光；

所述第一交叉相干光可被第一光探测器6、第二交叉相干光可被第二光探测器7接收转换为电信号，并被与之相连的数采卡8采集；

所述数采卡8通过信号线与带有显示功能的微机9电性相连。

具体的，所述第一引入接头10及第二引入接头11可为自聚焦透镜。

具体的，所述的第一本地激光器1和第二本地激光器2输出的两束偏振光可用一个激光器发出的光经由偏振分束器3得到。

具体的，所述第一光探测器6、第二光探测器7可以是pin管且两个所述pin管的响应度相等。

具体的，所述x偏振光路及y偏振光路分别为和

具体的，所述x’偏振光及y’偏振光的大小相同且相位相同；即且所以

具体的，所述第一交叉相干光路及第二交叉相干光路分别为

具体的，所述第一光探测器6、第二光探测器7可以分别对第一交叉相干光路及第二交叉相干光路进行接收，得到第一光探测器6、第二光探测器7接收光电流分别为：

具体的，所述式中r1,r2为第一光探测器6、第二光探测器7的响应度。

具体的，将所述第一光探测器6、第二光探测器7接收到的光电流的直流与交流部分开，可得：

其中，

近一步地，

其中，

i2＝＝r2(py+p0),

于是，

具体的，所述第一光探测器6、第二光探测器7的响应度相同，可以得到：

i1＝-i2＝＝r0(px-py)、

i1＝+i2＝＝r0(px+py+2p0)。

本偏振态检测装置巧妙地利用传感器自带的激光器，通过与被测光的x分量与y分量交叉相干，由数据处理得到两个分量的相位差，并计算出相关的斯托克斯参数且具有体积小、重量轻、成本低等优点。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。