本发明专利技术提供一种自由空间的光混合器，其特征在于：包括一偏振相关的分光器将光束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。本发明专利技术具有的优点为：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，该光混合器的结构更加紧凑、稳定性更好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及相干检测装置，特别涉及结构紧凑、分光比高、稳定性更好的光混合器。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术为了结构更加紧凑，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，本专利技术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Lx，垂直偏振态光束Sy、Ly分成光束&c0、&ce、LX0、LXe、 Syo, Sye、Lyo, Lye，后分别借由合光器合成光束&co+Lxo、光束&co_Lxo、光束&ce+jLxe、光束&ce-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ρi_0+0，ρi_0+pi/2，ρi_0+pi，ρi_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&U光束Lx，通过所述第一双折射晶体分离成光束&C0、Sxe, Lxo, Lxe0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-J-Lye0其中，较佳方案为所述光束&co+Lxo、光束Sxe+jLxe、光束&co_Lxo、光束 &ce-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YV04、氟化镁晶体MgF2、偏硼酸钡a--BaB204晶体、铌酸锂、石英晶体。这样本专利技术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专利技术一种自由空间的光混合器的光路结构进一步说明。图1为本专利技术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为本专利技术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为本专利技术一种自由空间的光混合器的第三实施例的光路结构图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术自由空间的光混合器的工作原理做进一步说明。如图1所示该光混合器10包括一偏振分光器11，一三角形棱镜12，一双折射晶体13以及第一合光器14，以及第二合光器15，所述偏振分光器11的底部设置有三角形棱镜12，所述三角形棱镜12的斜边121内部镀有反射膜122，两直角边123、IM镀有增透膜， 其中，所述三角形棱镜12和偏振分光器11合为一体，所述偏振分光器的右手边依次设置有双折射晶体13以及合光器14、15。其中，所述双折射晶体13和第一、二合光器14、15之间在八路光路径上设置有第一相位调节器161、第二相位调节器162、第三相位调节器163、第四相位调节器164、第五相位调节器165、第六相位调节器166、第七相位调节器167、以及第八相位调节器168。所述相位调节器可以以典型的玻璃平板组成，通过调节该玻璃平板和光束的入射角度，从而调节各光路的光程。其中，所述偏振分光器11和双折射晶体13之间设有四分之一玻片71，将偏振分光器11出射的光束转换成圆偏振光。其中，所述双折射晶体13为金红石、蓝宝石、钒酸钇晶体YV04、氟化镁晶体MgF2、 偏硼酸钡a--BaB204晶体、铌酸锂、石英晶体。第一、二入射光束S、L通过上述光混合器10 后，借由第一端口 1、第二端口 2、第三端口 3、第四端口 4、第五端口 5、第六端口 6、第七端口 7以及第八端口 8分别输出第一干涉光束&c0+LX0、第二干涉光束&c0-LX0、第三干涉光束 &ce+jLXe、第四干涉光束&ce-jLxe、第五干涉光束Syo+Lyo、第六干涉光束Syo-Lyo、第七干涉光束Sye+jLye和第八干涉光束Sye-jLye。其中，所述第一入射光束S借由所述偏振分光器11的分光膜111反射50%第一水平偏振态光束&c，透射50%第一垂直偏振态光束Sy ； 所述第二入射光束L同样借由所述偏振分光器11的分光膜111反射50%第二水平偏振态光束Lx，透射50%第二垂直偏振态光束Ly，所述第一水平偏振态光束经由所述双折射晶体13分离成相互垂直的光束Sxo和光束；所述第二水平偏振态光束Lx经由所述双折射晶体13分离成相互垂直的光束Lxo和光束Lxe ；所述第一垂直偏振态光束Sy经由所述双折射晶体13分离成相互垂直的光束Syo和光束Sye ；所述第二垂直偏振态光束Ly经由所述双折射晶体13分离成相互垂直的光束Lyo和光束Lye，上述光束Sxo和光束Lxo经由第一合光器14干涉为两路第一干涉光束&c0+LX0、第二干涉光束Sxo-Lxo借由第一、二端口 1、 2输出，上述光束Sxe和光束Lxe经由第一合光器14干涉为两路第三干涉光束Sxe+jLxe、 第四干涉光束&ce-jLXe借由第三端口 3、第四端口 4输出，第三上述光束Syo和光束Lyo 经由第二合光器15干涉为两路第五干涉光束本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，任晓晖，陈林永，谢红，
申请(专利权)人：昂纳信息技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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