本发明专利技术公开了一种透射式偏振无关空间光调制方法和装置，该方法利用偏振分束、偏振旋转、透射式偏振相关空间光调制器件、偏振合束实现透射式偏振无关空间光调制。装置包括偏振分束镜、反射镜、半波片和透射式偏振相关空间光调制器件，其中偏振分束镜、透射式偏振相关空间光调制器件和反射镜构成多边形回路，半波片位于回路中。装置还可以进行多种改进。本发明专利技术可以适用于多种空间光束，如轨道角动量光束、多路广播的轨道角动量光束、任意空间相位调制的光束等，因而具有很广泛的应用可扩展性。本发明专利技术透射式偏振无关空间光调制还可以用于实现偏振无关空间光解调，同时可以构建一整套适用于空间光束(如轨道角动量光束)参与的偏振无关光通信系统。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种透射式偏振无关空间光调制方法和装置，该方法利用偏振分束、偏振旋转、透射式偏振相关空间光调制器件、偏振合束实现透射式偏振无关空间光调制。装置包括偏振分束镜、反射镜、半波片和透射式偏振相关空间光调制器件，其中偏振分束镜、透射式偏振相关空间光调制器件和反射镜构成多边形回路，半波片位于回路中。装置还可以进行多种改进。本专利技术可以适用于多种空间光束，如轨道角动量光束、多路广播的轨道角动量光束、任意空间相位调制的光束等，因而具有很广泛的应用可扩展性。本专利技术透射式偏振无关空间光调制还可以用于实现偏振无关空间光解调，同时可以构建一整套适用于空间光束(如轨道角动量光束)参与的偏振无关光通信系统。【专利说明】透射式偏振无关空间光调制方法和装置
本专利技术属于光通信和信息光学领域，涉及一种透射式偏振无关空间光调制方法和 装直。
技术介绍
空间光调制器是一类能将信息加载于一维或二维的光场上，以便有效利用光的固 有超快速度、并行性和互连能力的器件。这类器件可在随时间变化的电驱动信号或其他信 号的控制下，改变空间上光场分布的振幅或强度、相位、偏振态以及波长，或者把非相干光 转化成相干光。由于它的这种性质，可作为实时光学信息处理、自适应光学、光计算和光学 神经网络等系统中构造单兀或关键的器件。目如，液晶空间光调制器分辨率提商和响应 速度加快，成为空间光调制器中的一个重要分类。这其中，向列型液晶（Nematic Liquid Crystal)空间光调制器中由于液晶分子具有双折射特性，即表现出寻常光（〇光）折射率 方向和非寻常光（e光）折射率方向，当入射光偏振态与〇光方向一致时，由于〇光折射率 不随液晶加载电压改变，因此入射光不会被调制，当入射光偏振态与e光方向一致时，由于 e光折射率随着液晶所加载电压会发生改变，因此入射光经过液晶之后的相移也会随着液 晶所加载电压发生改变，即受到相位调制，空间不同位置处液晶加载不同电压控制，即可以 实现入射光空间光场相位调制。可见，传统的向列型液晶空间光调制器具有偏振相关特性。 不仅如此，其它类型具有空间光调制的很多器件也都具有偏振相关特性，即要求入射光具 有特性的入射偏振方向才可以得到有效的空间光调制。 然而，在很多实际应用中，由于入射光偏振态的多样性因而广泛需要偏振无关的 装置。比如，在光通信系统中广泛应用的偏振方向灵活多变的线偏振光以及偏振复用系统 中的混合偏振复用光束，在这种情况下，使用偏振相关空间光调制器件将无法满足需求，同 时，当入射光为圆偏振光或者椭圆偏振光时偏振相关空间光调制器件的应用也将大大受 限。因此，为了满足未来光通信对于偏振无关操作的迫切需求，所面临的重要挑战是如何实 现偏振无关空间光调制以及如何利用现有的偏振相关空间光调制器件构建一个偏振无关 空间光调制装置。在此专利技术中，将提供一种透射式偏振无关空间光调制方法和装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种透射式偏振无关空间光调制方法和装置，目的在于突破现有透射 式偏振相关空间光调制器件仅适用于特定偏振方向输入线偏振光的局限性，目标是利用透 射式偏振相关空间光调制器件构建并实现透射式偏振无关空间光调制，以便于全面拓展空 间光调制的应用范围，特别是广泛应用于针对输入不同偏振态线偏振光、偏振复用光束、圆 偏振/椭圆偏振光的高效空间光调制。 本专利技术提供的一种透射式偏振无关空间光调制方法，该方法将入射光束分解成两 路偏振正交的透射光束和反射光束，其中透射光束沿顺时针方向经过N+1次反射之后到 达透射式偏振相关空间光调制器件，N = 0, 1，2, 3,…，反射光束沿逆时针方向经过N+2M+2 次反射之后到达透射式偏振相关空间光调制器件，N+2M+2彡1，N = 0, 1，2, 3, ···，Μ = 0， ±1，±2,…，顺时针和逆时针两路光束的偏振方向在到达透射式偏振相关空间光调制器件 之前调节为与透射式偏振相关空间光调制器件工作偏振方向一致，再被透射式偏振相关空 间光调制器件调制，最后，顺时针和逆时针两路分别经过透射式空间光调制的光束再经过 偏振合束后输出，从而实现对入射光束的偏振无关空间光调制。 作为上述技术方案的一种改进，所述顺时针和逆时针方向光束构成多边形回路， 且沿顺时针方向和逆时针方向的两路光束在经过透射式偏振相关空间光调制器件调制之 后，直至经过偏振合束后输出，所经历的光程相等，同时，所经过的反射次数同为奇数次或 者同为偶数次。 作为上述技术方案的另一种改进，所述入射光束经偏振分束所得的顺时针方向透 射光束的偏振方向与透射式偏振相关空间光调制器件的工作偏振方向一致，则顺时针方向 光束在到达透射式偏振相关空间光调制器件之前不用调节偏振方向，逆时针方向光束在到 达透射式偏振相关空间光调制器件之前旋转90°以和透射式偏振相关空间光调制器件工 作偏振方向一致；经过透射式偏振相关空间光调制器件调制之后，逆时针方向光束在最终 偏振合束之前不用调节偏振方向，顺时针方向光束在最终偏振合束之前旋转90°以和逆时 针方向光束偏振正交然后合束输出。 作为上述技术方案的又一种改进，所述入射光束经偏振分束所得的顺时针方向透 射光束的偏振方向与透射式偏振相关空间光调制器件的工作偏振方向正交，贝 1J逆时针方向 光束在到达透射式偏振相关空间光调制器件之前不用调节偏振方向，顺时针方向光束在到 达透射式偏振相关空间光调制器件之前旋转90°以和透射式偏振相关空间光调制器件工 作偏振方向一致；经过透射式偏振相关空间光调制器件调制之后，顺时针方向光束在最终 偏振合束之前不用调节偏振方向，逆时针方向光束在最终偏振合束之前旋转90°以和顺时 针方向光束偏振正交然后合束输出。 作为上述技术方案的再一种改进，所述入射光束经偏振分束所得的顺时针方向透 射光束的偏振方向与透射式偏振相关空间光调制器件的工作偏振方向既不一致也不正交， 即存在一个夹角X°，则顺时针方向光束在到达透射式偏振相关空间光调制器件之前旋转 x°以和透射式偏振相关空间光调制器件工作偏振方向一致，逆时针方向光束在到达透射 式偏振相关空间光调制器件之前旋转（X+90)°以和透射式偏振相关空间光调制器件工作 偏振方向一致；经过透射式偏振相关空间光调制器件调制之后，逆时针方向光束在最终偏 振合束之前旋转-x°以和入射光束经偏振分束所得透射光偏振方向一致，顺时针方向光束 在最终偏振合束之前旋转-(X+90) °以和逆时针方向光束偏振正交然后合束输出。 本专利技术提供的一种透射式偏振无关空间光调制装置，该装置包括偏振分束镜，第 一、第二、第三反射镜，第一半波片，透射式偏振相关空间光调制器件；所述透射式偏振相关 空间光调制器件位于第一、第二、第三反射镜链路之间，即位于第二、第三反射镜之间或者 第一、第二反射镜之间；所述偏振分束镜，透射式偏振相关空间光调制器件和各反射镜构成 多边形回路；沿顺时针方向从偏振分束镜到透射式偏振相关空间光调制器件链路之间设置 N个第四反射镜，N = 0, 1，2, 3,…，沿逆时针方向从偏振分束镜到透射式偏振相关空间光调 制器件链路之间设置N+2M个第五反射镜，N+2M彡0, N = 0, 1，2, 3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种透射式偏振无关空间光调制方法，其特征在于，该方法将入射光束分解成两路偏振正交的透射光束和反射光束，其中透射光束沿顺时针方向经过N+1次反射之后到达透射式偏振相关空间光调制器件，N＝0,1,2,3,…，反射光束沿逆时针方向经过N+2M+2次反射之后到达透射式偏振相关空间光调制器件，N+2M+2≥1，N＝0,1,2,3,…，M＝0，±1,±2,…，顺时针和逆时针两路光束的偏振方向在到达透射式偏振相关空间光调制器件之前调节为与透射式偏振相关空间光调制器件工作偏振方向一致，再被透射式偏振相关空间光调制器件调制，最后，顺时针和逆时针两路分别经过透射式空间光调制的光束再经过偏振合束后输出，从而实现对入射光束的偏振无关空间光调制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王健，刘俊，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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