[实用新型]一种基于旋转半波片的偏振光保偏传输装置

说明书

本实用新型公开了一种基于旋转半波片的偏振光保偏传输装置，涉及精密测量和光通信领域。本装置包括转台、辅助转动器模块、半波片、反射镜、转台原点测量模块和电机控制模块；辅助转动器模块包括电机、第1遮光条和第1光电开关；转台原点测量模块包括第2遮光条、第2光电开关和连接杆；电机控制模块包括数据采集卡、运动控制器和电机驱动器。本实用新型①机械结构简单，可扩展空间大；②实现光信号在转动部件与静止部件间传输的保偏功能；③长期运转稳定，不存在转速波动引起的角度累计误差；④采用空间传播的光实现光从台下传输到转台上，受环境影响小且光功率损耗低；⑤该装置及偏振光传输的原理具有普遍适用性，可用于其他类似的相对转动装置中。

技术领域

本实用新型涉及精密测量和光通信领域，尤其涉及一种基于旋转半波片的偏振光保偏传输装置；该装置具有机械结构简单、光保偏传输效果好何长期运转稳定等特点，可广泛应用于激光干涉和激光陀螺仪等转动的系统中。

背景技术

在采用高稳定激光的精密测量研究以及光通信领域中，需要实现光信号在转动部件与静止部件之间无间断传输。随着精密测量技术的发展，在光信号传输过程中，尤其是线偏振光，不可避免地需要考虑转动引起的光的偏振态改变的问题。

目前的旋转部件与静止部件间实现光传输多采用光纤滑环，但是光纤滑环在光传输过程中无法实现保偏的功能。

相比之下，空间传播的光在传输过程中损耗较小，利用旋转的半波片改变光的偏振态，保证传输的光信号的偏振方向转动的角度与转台转动引起偏振方向的变化相互抵消，从而达到保偏传输的目的。但是，要实现光的偏振态不随转台转动而变化，需要半波片旋转的角度始终保持转台旋转角度的一半。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，即光信号在转动部件与静止部件间传输偏振态变化的问题，提供一种基于旋转半波片的偏振光保偏传输装置。

本实用新型机械结构部分简单，可扩展空间大，其保偏光束传输的方法可用于其他类似的相对转动部件中，其方法在原理上具有普遍适用性。

本实用新型的目的是这样实现的：

偏振光垂直入射到半波片上，随着半波片旋转，出射光的偏振方向实时变化，当半波片转速恰好为转台转速一半时，且半波片转动方向与转台转动方向相反时，传输上转台的光偏振态不随转台转动发生变化，达到保偏传输的目的；同时为了保证装置在长期运转过程中偏振光能够实现保偏传输，采取了转动角度补偿机制，当转台每转动两圈时，通过比较转台和电机过原点时间，调整电机的速度，保证转台和半波片转动的角度始终保持2：1的关系。

具体地说：

本装置包括转台、辅助转动器模块、半波片、反射镜、转台原点测量模块和电机控制模块；

所述的辅助转动器模块包括电机、第1遮光条和第1光电开关；

所述的转台原点测量模块包括第2遮光条、第2光电开关和连接杆；

所述的电机控制模块包括数据采集卡、运动控制器和电机驱动器；

其位置和连接关系是：

转台设置于光学平台或直接固定在地面上；

电机设置于转台基座的正中间，且电机的转轴方向与转台的转轴对齐；

第1遮光条沿径向设置于电机的转轴上，第1光电开关竖直设置于转台基座上，位于第1遮光条外侧的正下方；

半波片水平设置于电机转轴的正中间，跟随电机一起旋转；

反射镜与水平面成45°设置于转台台面上的中心位置，用来将竖直传播的光导到水平的台面上；

第2遮光条沿径向水平设置于转台台面边缘，第2光电开关通过连接杆设置于转台的基座侧壁上；