[实用新型]一种可变相位延迟器的偏振激光器

说明书

技术领域

本实用新型提供一种可变相位延迟器的偏振激光器，尤其涉及一种高精度偏振激光光束产生方法，属于激光产生技术领域。

背景技术

由于在空间激光通信系统中，激光信号在大气信道中经过较长距离的传输后光束会受到大气湍流及背景光噪声等因素影响，使得传统的采用OOK调制方式的光通信系统通信效率大大降低，极大地限制了自由空间光通信技术的推广及应用。为了有效提高空间激光通信系统的可靠性，世界各国的研究者纷纷将目光转向偏振光通信。偏振位移键控（PolSK）是利用光的矢量特性，对光的偏振态进行编码调制，同时适用于二进制和多电平的传输。在大气传输中，光信号的偏振态几乎不受大气扰动的影响。对于在大气中传播的激光束来说，偏振态是其最稳定的一个属性。

在基于偏振调制的激光通信系统中，高精度、高稳定度偏振态的激光光源成为整个系统的重中之重。所以研究高精度、高稳定度的偏振激光光束产生方法成为亟需解决的关键技术问题。目前国内外报道的偏振激光光束产生方法大多是采用起偏片或者偏振控制器来实现的，这类系统均属于开环控制系统，控制精度不高。

迄今为止，基于液晶可变相位延迟器的高精度偏振激光光束产生装置尚未见报道。

发明内容

本实用新型公开一种可变相位延迟器的偏振激光器，采用闭环控制技术来实现偏振激光光束产生，解决了基于偏振调制的激光通信系统对激光光源的偏振态精确度和稳定度要求苛刻这一问题。

本实用新型提供的可变相位延迟器的偏振激光器，其技术解决方案如下：

包括偏振激光光束产生单元、偏振态检测单元和偏振态控制单元；其中：

所述的偏振激光光束产生单元由同轴排列的激光器、扩束准直系统、起偏片、液晶可变相位延迟器和分光棱镜组成；激光器的波长为1550nm；液晶可变相位延迟器为具有旋光效应的柔性光束相位延迟器件，在电场的作用下将入射的线偏振光分解成o光和e光两个正交偏振分量，两个正交偏振分量之间会产生相位延迟量，电场电压信号V控制液晶可变相位延迟器的相位延迟量；分光棱镜采用透射光与反射光分光比为95：5的分光棱镜；

所述偏振态检测单元包括1/4波片、检偏片、光电探测器和步进电机，其中，1/4波片、检偏片、光电探测器为同轴排列，步进电机的转动轴通过传送带与1/4波片连接，通过步进电机带动1/4波片做匀速圆周运动，完成对待检测光信号偏振特性的调制，光电探测器对已调制光信号进行探测，并把光电探测器测得的数据传输给偏振态控制单元中的自适应控制器进行处理，完成对激光偏振态参数的测量；

所述偏振态控制单元包括自适应控制器和液晶驱动电源，其中，偏振态检测单元中的光电探测器数据输出端与自适应控制器的数据端口连接，自适应控制器的数据端口与液晶驱动电源的控制端口连接；自适应控制器采集光电探测器的输出信号，并进行数据处理，完成系统激光光束的偏振态参数检测，并与系统中预设偏振态参数进行对比，根据对比结果给出对应的控制信号；液晶驱动电源产生一个频率为2KHz，幅值V可调的方波信号，用来调整加载到液晶可变相位延迟器上，从而对入射的激光光束进行相位延迟量控制，达到稳定光束偏振态的作用，液晶驱动电源输出的信号幅值V受控于自适应控制器的控制信号。

所述自适应控制器为数字信号处理器，采集光电探测器的输出信号，并进行数据处理，完成系统激光光束的偏振态参数检测，并与系统中预设偏振态参数进行对比，根据对比结果给出对应的控制信号；

图2是液晶可变相位延迟器改变光束偏振态的一种状态示意图。经过扩束准直系统扩束、准直之后的平行光束，该光束经过起偏片起偏得到的线偏振光垂直入射并通过液晶可变相位延迟器的过程中，线偏振光分解得到的o光和e光两个正交偏振分量的相位延迟量发生改变，具体相位延迟量情况由加载到液晶可变相位延迟器的电压信号V的大小决定。

本实用新型的工作原理在于：