CN201425655Y - 楔形结构空间光桥接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种楔形结构空间光桥接器，由一个楔形结构合束器和一个检偏双折射元件组成。楔形结构合束器将输入的信号光和本振光合成两路合成光输出，经过检偏双折射元件后输出四路合成光输出，实现空间2×4的光桥接。使入射的信号光和本振光分别为线偏振光和圆偏振光，可产生90度相移四通道合成光束输出，在相干探测光接收机中用于空间复合激光信号光束和本机振荡激光光束并产生所需相移，以进一步进行光电变换及信号解调和锁相。本实用新型楔形结构空间光桥接器具有结构紧凑，性能稳定可靠，损耗小等优点。适用于自由空间激光相干通信和激光雷达。
Description
技术领域
本实用新型涉及相干探测领域，具体是一种楔形结构空间光桥接器，利用特殊楔形结构合束器和双折射检偏器实现的2×4空间光桥接器，特殊楔形合束器将线偏振的信号光和园偏振的本振光进行合束后输出两路合成光束，双折射检偏器将两路合成光束分光产生四路合成的具有90度相移的线偏振光输出，即实现空间的2×490度桥接器。在相干探测的光接收机中用于空间复合激光信号光束和本机振荡激光光束并将其链接到相移探测器。
背景技术
相干探测技术和目前普遍采用的直接探测技术相比，其接收机的灵敏度高一个量级以上，是实现高灵敏度接收，提高数据传输速率和降低体积、质量和功耗的有效方法，采用相干探测体制的光接收机在进行探测之前都需要光桥接器将信号激光和本振激光进行链接并产生所需的相移输出，因此，光桥接器是相干光探测系统中的关键器件之一。现有的2×490度桥接器采用波片结合偏振光干涉原理实现，(参见文献：R.Garreis，C.Zeiss，″90°optical hybridfor coherent receivers，″Proc.SPIE，Vol.1522，pp.210-219，1991.)但该方案存在整个光学系统需要保证光束的严格等光程传输，相关元件过多，不易集成等缺点。先技术[3]，[4](参见文献3：刘立人，刘德安，闫爱民，栾竹，王利娟，孙建锋，钟向红，电控相移空间光桥接器，发明专利，公告号：100383572，同名实用新型专利公告号：200959599；文献4：刘立人，闫爱民，栾竹，刘德安，孙建锋，王利娟，钟向红，双折射自由空间光桥接器，发明专利，公告号：100383571，同名实用新型专利公告号2899300)综合利用晶体的双折射效应和电光效应提出了另外的2×490度空间光桥接器方案，但在该技术中，用四块结构相同的双折射光学平板进行信号光和本振光的合束时，对晶体的切割精度要求高，需严格保证晶体光轴、晶体主截面和输入的线偏振光之间的角度关系，否则影响合成效率，从而影响整个桥接器的性能。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种楔形结构空间光桥接器。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：
一种楔形结构空间光桥接器，它由楔形结构光合束器(01)和检偏双折射元件(02)构成；这两部件的位置关系是：沿光线的行进方向依次是所述的楔形结构光合束器(01)和检偏双折射元件(02)；所述的楔形结构光合束器(01)沿光线的行进方向，楔头为一等腰三角形，楔身为一等腰梯形，由以楔头的角平分线平分后的两块半楔形形状的玻璃组成，处于楔头角平分线的两个表面镀半透半反膜，等腰梯形的两个腰表面镀全反射膜，底面为长方形；所述的检偏双折射元件(02)为长方体结构，入射表面和透射表面平行。
上述的特殊楔形结构光合束器(01)沿光线行进方向的出射平面平行于检偏双折射元件(02)的入射平面。
上述的检偏双折射元件(02)其主截面和信号光(03)的光矢量振动方向成45度角。
本实用新型与现有技术比较的益效是：本实用新型楔形结构空间光桥接器是利用特殊的楔形结构合束器将信号激光和本振激光进行合束，输出两路平行的合成光束，这两路合成的信号激光和本振激光通过双折射检偏器分光后，可输出四路合成的光束，只要使输入的信号激光为线偏振光，输入的本振激光为园偏振光，即可实现2×4的90度空间光桥接器。和原有技术相比，具有结构紧凑，性能稳定和损耗小的优点。适用于自由空间传播的相干探测和通信系统。
附图说明
图1楔形结构空间光桥接器结构示意图。
图2楔形结构光束合束器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
本实用新型楔形结构空间光桥接器的结构如图1所示，包括楔形结构的光合束器01和检偏双折射元件02。楔形结构光合束器01其结构特征为楔头成等腰三角形，楔身成等腰梯形，将两块玻璃切成以楔头的角平分线平分成的半楔形结构，在处于角平分线的两个表面镀半透半反膜，然后胶合在一起，在楔形的两个梯形等腰表面镀全反射膜，等腰梯形的底面为一长方形。所述的检偏双折射元件(02)为长方体结构，入射表面和透射表面平行。信号光03和本振光04垂直楔头的两个表面入射，在楔头角平分线表面分别透射和反射，形成两路合成的信号和本振合成光，合成的两路光在等腰梯形的腰表面反射，形成两路合成的信号/本振平行光输出，两路合成的信号/本振合成光垂直检偏双折射元件02的入射面入射，由于双折射效应变成四束合成光输出，使信号光为线偏振光，本振光为园偏振光，即实现2×4的90度空间光桥接器。在本实施实例中，设信号光和本振光的光束直径为φ2mm，使用波长为1064nm，设计楔形结构光合束器01的平面图如图2所示，楔头的顶角为90度，楔头平面和梯形的等腰平面之间的夹角为145度，楔头的两个表面尺寸为长度×宽度＝6mm×6mm，楔形的两个等腰表面的尺寸为长度×宽度＝10mm×6mm，楔形结构光合束器01的出射表面尺寸为长度×宽度＝12mm×12mm。检偏双折射元件由方解石晶体切割而成，采用最大化分离设计时，光轴取向为48度，最大光束偏离度为
其中ΔL为输出光束的分离距离，D为双折射检偏器的长度，尺寸为长度×宽度×高度＝40mm×20mm×20mm，输出光束9和10，11和12之间的相邻距离为4.4mm，输出光束9，10和输出光束11，12之间的垂直距离约为8.5mm。
Claims (3)
1.一种楔形结构空间光桥接器，其特征在于，它由楔形结构光合束器(01)和检偏双折射元件(02)构成；这两部件的位置关系是：沿光线的行进方向依次是所述的楔形结构光合束器(01)和检偏双折射元件(02)；所述的楔形结构光合束器(01)沿光线的行进方向，楔头为一等腰三角形，楔身为一等腰梯形，由以楔头的角平分线平分后的两块半楔形形状的玻璃组成，处于楔头角平分线的两个表面镀半透半反膜，等腰梯形的两个腰表面镀全反射膜，底面为长方形；所述的检偏双折射元件(02)为长方体结构，入射表面和透射表面平行。
2.根据权利要求1所述的楔形结构空间光桥接器，其特征在于，所述的特殊楔形结构光合束器(01)沿光线行进方向的出射平面平行于检偏双折射元件(02)的入射平面。
3.根据权利要求1所述的楔形结构空间光桥接器，其特征在于，所述的检偏双折射元件(02)其主截面和信号光(03)的光矢量振动方向成45度角。
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