CN207502771U - 一种基于空间光结构的90°桥接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于空间光结构的90°桥接器，由第一1/2波片、第二1/2波片、第三1/2波片、第四1/2波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、第一45°棱镜、第二45°棱镜、第三45°棱镜、第四45°棱镜构成，沿第一光线前进方向依次是所述的第一1/2波片、第一偏振分光棱镜、第三1/2波片、第二偏振分光棱镜、第一45°棱镜和第二45°棱镜，沿第二光线前进方向依次是所述的第二1/2波片、第一偏振分光棱镜、第四1/2波片、第三偏振分光棱镜、第三45°棱镜和第四45°棱镜，所述第一光线为信号光，第二光线为本振光。本方案简化了桥接器的整体结构，减小体积的同时减少了杂散光产生源。

Description

一种基于空间光结构的90°桥接器

技术领域

本实用新型涉及激光相干光通信技术领域，具体涉及一种基于空间光结构的90°桥接器。

背景技术

大容量高码率、小型轻量化和低功耗的星载激光通信终端在军事和民用上都具有重大应用前景。由于相干激光通信的接收机灵敏度比非相干光通信的灵敏度高一个量级以上，并可采取多种调制方式，增加接收机选择性，是实现新一代轻量化、高码率星间激光通信***的关键技术。在相干激光通信接收机中，需要光桥接器将信号激光和本振激光进行合成并产生相移后才能链接到光电接收机，是相干激光通信***中的关键器件之一，光桥接器的性能很大程度上影响着相干激光通信***的接收性能。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。在光纤通信***中，光学桥接器利用光纤和波导集成的方案进行，但这些适用于光纤通信***的光学桥接器不能满足空间激光通信的需求，不属于空间光桥接器，因为在自由空间激光通信***中，所接收的光信号不仅要用于探测通信信息还要进行位置信息提取以进行光学精密跟踪，对于自由空间激光通信终端，光桥接器必须是空间自由传播的。

现有的空间光结构的90°桥接器是采用多个光学棱镜完成四条光支路上的光程匹配，增加了支路上光信号的反射面，引入更多的杂散光，严重影响后端相位检测的灵敏度。同时，每个棱镜均存在移相误差，多个棱镜移相误差的累积严重影响每一支路的移相精度。另外，由于四路光信号输出方向不同，使得后继的光电探测器的安装不处于同一平面，难以实现四路光电探测器的单片集成，采用分离光电探测器组成平衡探测器间的连接线的电容、电感将限制信息传输速率，难以应用于高速光通信***中。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有技术的不足，目的在于提供一种基于空间光结构的90°桥接器。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于空间光结构的90°桥接器，由第一1/2波片、第二1/2波片、第三1/2波片、第四1/2波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、第一45°棱镜、第二45°棱镜、第三45°棱镜、第四45°棱镜构成，沿第一光线前进方向依次是所述的第一1/2波片、第一偏振分光棱镜、第三1/2波片、第二偏振分光棱镜、第一45°棱镜和第二45°棱镜，沿第二光线前进方向依次是所述的第二1/2波片、第一偏振分光棱镜、第四1/2波片、第三偏振分光棱镜、第三45°棱镜和第四45°棱镜，所述第一光线为信号光，第二光线为本振光。

优选方案，所述第一1/2波片、第二1/2波片、第三1/2波片、第四1/2波片的相位延迟二分之一个波长，延迟误差小于四百分之一波长。

优选方案，所述第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜的透射参数|Tp-Ts|＞99％，反射参数|Rs-Rp|＞99％。

优选方案，所述第一45°棱镜、第二45°棱镜、第三45°棱镜、第四45°棱镜的角度精度＜10″，面型精度小于十分之一个波长。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型减少了的45°棱镜数量，在简化整体结构，减小体积的同时减少了杂散光产生源。每个支路上借助45°棱镜调整光束传输的方向，使得四路传输的方向垂直于信号光和本振光形成的平面，四路光具有相同的传输方向，并且出光点沿直线排列，便于后继光电探测器的单片集成和安装。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种基于空间光结构的90°桥接器的俯视图；

图2为本实用新型的一种基于空间光结构的90°桥接器的主视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第二1/2波片、2-第三1/2波片、3-第二偏振分光棱镜、4-第一45°棱镜、5-第二45°棱镜、6-第三45°棱镜、7-第四45°棱镜、8-第三偏振分光棱镜、9-第四1/2波片、10-第一偏振分光棱镜、11-第一1/2波片、12-信号光、13-本振光。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1和图2所示，一种基于空间光结构的90°桥接器，由第一1/2波片11、第二1/2波片1、第三1/2波片2、第四1/2波片9、第一偏振分光棱镜10、第二偏振分光棱镜3、第三偏振分光棱镜8、第一45°棱镜4、第二45°棱镜5、第三45°棱镜6、第四45°棱镜7构成，其排列结构为：沿信号光12前进方向依次是第一1/2波片11、第一偏振分光棱镜10、第三1/2波片2、第二偏振分光棱镜3、第一45°棱镜4和第二45°棱镜5，沿本振光13前进方向依次是第二1/2波片1、第一偏振分光棱镜10、第四1/2波片9、第三偏振分光棱镜8、第三45°棱镜6和第四45°棱镜7。

工作原理：图1中采用右手坐标系，z轴沿光传播方向，y轴垂直纸面并指向观察者，1/2波片快轴绕z轴旋转，转角用与x轴的夹角来描述。

本实用新型中在本振光13的传输路径上，第二1/2波片1的快轴与x轴的夹角为22.5°。偏振方向沿x轴的本振光13经过该第二1/2波片1后偏振方向与x轴的夹角为45°，到达第一偏振分光棱镜10后被偏振分光，偏振方向平行于分光面的分量被透射，偏振方向垂直于分光面的分量被反射。透射后的光依然为线偏振光，偏振方向沿着x方向。第四1/2波片9的快轴方向与x轴夹角为22.5°。透射后的线偏振光经过第四1/2波片9后偏振方向与x轴夹角为45°。经过第三偏振分光棱镜8后生成偏振方向沿x轴的线偏振透射光和偏振方向沿y轴的反射光。透射分量经过第四45°棱镜7反射后离开桥接器。

本实用新型中在信号光12是偏振方向沿x轴方向的线偏振光。第一1/2波片11的快轴与x轴的夹角为θ，22.5°≤θ≤45°，具体按信号光的分光需求来设定。信号光12经过第一1/2波片11后，偏振方向旋转2θ，到达第一偏振分光棱镜10后被第一偏振分光棱镜10分光后生成偏振方向沿y轴的线偏振光。依次透射通过第四1/2波片9和第三偏振分光棱镜8后生成偏振方向沿x轴的线偏振光，经过第四45°棱镜7的反射后离开桥接器。该信号光12分量与上述本振光13分量共同组成I+支路的光束。

其它三个支路的实现方式与I+支路原理相同，在此不再重复赘述。

优选实施例方案，第一1/2波片11、第二1/2波片1、第三1/2波片2、第四1/2波片9的相位延迟二分之一个波长，延迟误差小于四百分之一波长。

优选实施例方案，第一偏振分光棱镜10、第二偏振分光棱镜3、第三偏振分光棱镜8的透射参数|Tp-Ts|＞99％，反射参数|Rs-Rp|＞99％。

优选实施例方案，第一45°棱镜4、第二45°棱镜5、第三45°棱镜6、第四45°棱镜7的角度精度＜10″，面型精度小于十分之一个波长。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于空间光结构的90°桥接器，其特征在于由第一1/2波片、第二1/2波片、第三1/2波片、第四1/2波片、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜、第一45°棱镜、第二45°棱镜、第三45°棱镜、第四45°棱镜构成，沿第一光线前进方向依次是所述的第一1/2波片、第一偏振分光棱镜、第三1/2波片、第二偏振分光棱镜、第一45°棱镜和第二45°棱镜，沿第二光线前进方向依次是所述的第二1/2波片、第一偏振分光棱镜、第四1/2波片、第三偏振分光棱镜、第三45°棱镜和第四45°棱镜，所述第一光线为信号光，第二光线为本振光。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间光结构的90°桥接器，其特征在于，所述第一1/2波片、第二1/2波片、第三1/2波片、第四1/2波片的相位延迟二分之一个波长，延迟误差小于四百分之一波长。

3.根据权利要求1所述的一种基于空间光结构的90°桥接器，其特征在于，所述第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第三偏振分光棱镜的透射参数|Tp-Ts|＞99％，反射参数|Rs-Rp|＞99％。

4.根据权利要求1所述的一种基于空间光结构的90°桥接器，其特征在于，所述第一45°棱镜、第二45°棱镜、第三45°棱镜、第四45°棱镜的角度精度＜10″，面型精度小于十分之一个波长。