[发明专利]一种自由空间的光混合器

说明书

技术领域

本发明涉及相干检测装置，特别涉及结构紧凑、分光比高、稳定性更好的光混合器。

背景技术

光学相干接收机要求该信号的偏振态和参考光束是一样的，而先前技术的光混合器不能灵活控制其偏振态，因此，通过额外增加一干涉控制器来确保该偏振态的。

现有技术的光混合器一般通过使用两个50/50-beam分光器和两个光束合成器，加上一个90度相位切换器。这些光混合用于实现全光纤或平面波导技术，但两种方法都有各自的缺点。这两种技术需要精密的温度控制电路，以维持精确的光路长度差，以维持在一个准确的输出光的相位。此外，基于光纤设备本身体积庞大，而且对于机械冲击和振动不稳定；而波导为基础的产品遭受来自高插入损耗，高偏振依赖性和制造业产量的问题。波导为基础的产品不仅不灵活且费用高。

发明内容

本发明为了结构更加紧凑，稳定性更好，利用双折射晶体将同一偏振态的光束在自由空间分离。

为了实现所述目的，本发明一种自由空间的光混合器，其特征在于：包括一偏振分光器将光束S、L分别分离成水平偏振态光束Sx、Lx和垂直偏振态光束Sy、Ly，至少一双折射晶体将上述水平偏振态光束Sx、Lx，垂直偏振态光束Sy、Ly分成光束Sxo、Sxe、Lxo、Lxe、Syo、Sye、Lyo、Lye，后分别借由合光器合成光束Sxo+Lxo、光束Sxo-Lxo、光束Sxe+jLxe、光束Sxe-jLxe、光束Syo+Lyo、光束Syo-Lyo、光束Sye+jLye、光束Sye-jLye借由端口输出，其中，光束Sxo+Lxo，Sxe+jLxe，Sxo-Lxo，Sxe-jLxe是S与L光在X偏振态下的混合光束，四束光的S光与L光的相位关系分别是pi_0+0，pi_0+pi/2，pi_0+pi，pi_0+pi3/2；

其中光束Syo+Lyo，Sye+jLye，Syo-Lyo，Sye-jLye是S与L光在Y偏振态下的混合光束，四束光的S光与L光的相位关系分别是pi_0+0，pi_0+pi/2，pi_0+pi，pi_0+pi3/2。

其中，较佳方案为：偏振分光器为PBS或者双折射晶体。

其中，较佳方案为：所述偏振分光器和双折射晶体之间设有四分之一玻片，将偏振分光器出射的光束转换成圆偏振光。

其中，较佳方案为：包括若干相位调节器置于双折射晶体和合光器之间，以调节各光路径。所述相位调节器为玻璃平板或硅平板。

其中，较佳方案为：还包括一第一双折射晶体用以接收分光器分离的光束Sx、光束Lx，通过所述第一双折射晶体分离成光束Sxo、Sxe、Lxo、Lxe。

其中，较佳方案为：还包括一第二双折射晶体用以接收分光器分离的光束Sy、光束Ly，通过所述第二双折射晶体分离成光束Syo、Sye、Lyo、Lye。

其中，较佳方案为：所述双折射晶体的右侧设有一第一合光器，将所述通过双折射晶体后的光束Sxo、Sxe、Lxo、Lxe合成光束Sxo+Lxo、光束Sxo-Lxo、光束Sxe+jLxe、光束Sxe-jLxe。

其中，较佳方案为：所述双折射晶体的右侧设有一第二合光器，将所述通过双折射晶体后的光束Syo、Sye、Lyo、Lye合成光束Syo+Lyo、光束Syo-Lyo、光束Sye+jLye、光束Sye-jLye。

其中，较佳方案为：所述光束Sxo+Lxo、光束Sxe+jLxe、光束Sxo-Lxo、光束Sxe-jLxe、光束Syo+Lyo、光束Sye+jLye、光束Syo-Lyo、光束Sye-jLye可经过反射镜、透镜汇聚于相应的探测PD接收。

其中，较佳方案为：所述双折射晶体为金红石、蓝宝石、钒酸钇晶体YVO4、氟化镁晶体MgF2、偏硼酸钡a--BaB2O4晶体、铌酸锂、石英晶体。

这样本发明具有的优点为：利用双折射晶体实现自由空间的光混合器，使其不同偏振态的光束在自由空间很好分开，该光混器的结构更加紧凑、稳定性更好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明一种自由空间的光混合器的光路结构进一步说明。

图1为本发明一种自由空间的光混合器的第一实施例的光路结构图。

图2为本发明一种自由空间的光混合器的第二实施例的光路结构图。

图3为本发明一种自由空间的光混合器的第三实施例的光路结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明自由空间的光混合器的工作原理做进一步说明。