[发明专利]精密光栅调整空间光桥接器

说明书

技术领域

本发明涉及相干激光通信，是一种精密光栅调整空间光桥接器，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，并根据需要产生90度，180度相移输出，实现空间的2×2 90度，2×2 180度，2×4 90度桥接。

背景技术

光学桥接器在相干光通信系统中，将信号激光和本振激光进行链接并使之产生需要的相移，是重要的关键器件之一，根据产生相移的类型，光学桥接器分为90°、180°两种，其中180°相移桥接器用于平衡锁相环路接收机，90°相移桥接器用于科斯塔斯锁相环路接收机。根据输入-输出端口的数量分为2×2，2×4等不同的类型。在自由空间光桥接中，先技术[1]，[2](参见文献1：WalterR.leeb.Realization of 90°and 180°Hybrids for Optical Frequencies[C].Band 37[1983]，Heft 5/6：203-206.文献2：R.Garreis，C.Zeiss，″90°optical hybrid for coherent receivers，″Proc.SPIE，Vol.1522，pp.210-219，1991.)采用波片结合偏振光干涉原理提出了可实现90度和180度相移的2×2空间光桥接器方案，文献[2]则在此基础上提出了2×4的90度相移的实现方案，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，不易集成以及不能宽光谱使用的缺点。文献[1]中的2×2 90度空间光桥接器还有须损失50％能量的缺点。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，虽然解决了先技术[1]，[2]相关元件过多，不易集成的缺点，但该技术方案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，否则影响相干接收效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种精密调整光栅空间光桥接器。本发明具有可进行相位控制，体积小，重量轻和宽光谱使用的优点。它适用于自由空间传播的相干探测和通信系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种精密光栅调整空间光桥接器，它包括2×2的90度空间光桥接器、2×2的180度空间光桥接器和2×4的90度空间光桥接器。所述2×2的90度空间光桥接器和2×2的180度空间光桥接器，由四块周期相同，结构相同的第一光栅01，第二光栅02，第三光栅03，第四光栅04和一个精密位移控制器13构成，上述各元部件的位置关系是：四块光栅组成一个菱形结构，第一光栅01，第二光栅02，第三光栅03，第四光栅04分别位于菱形的四个角上，第一光栅01和第二光栅02以菱形的水平对角线为中心轴相对放置，第三光栅03和第四光栅04沿菱形的垂直对角线为中心轴相对放置，精密位移控制器13加于第二光栅02上，可使第二光栅02进行高精度的微量位移移动；所述2×4的90度空间光桥接器，由第一光栅01，第二光栅02，第三光栅03，第四光栅04，精密位移控制器13，第一偏振分束器14和第二偏振分束器15构成，上述各元部件的位置关系是：第一光栅01，第二光栅02，第三光栅03，第四光栅04以及精密位移控制器13的位置和所述2×2的90度空间光桥接器相同，第一偏振分束器14位于第四光栅04的正后面，第二偏振分束器15位于光栅03的正后面。

上述的2×2的90度空间光桥接器，第一光栅01、第三光栅03、第四光栅04固定，第二光栅02可由精密位移控制器13微调产生精密位移偏离，偏离中心轴的位移量Δ满足m＝±1，±2，......，为整数，f_c为光栅的空间频率。

上述的2×2的180度精密光栅调整空间光桥接器，第一光栅01，第三光栅03，第四光栅04固定，第二光栅02可由精密位移控制器13微调产生精密位移偏离，偏离中心轴的位移量Δ满足m＝±1，±2，......，为整数，f_c为光栅的空间频率。

上述的精密位移控制器13是能产生位移分辨率为≥0.01μm的精密位置调整器。