[发明专利]单晶体高空间利用率90°空间光混频器

说明书

单晶体高空间利用率90°光混频器，为解决现有空间光混频器体积大，各支路光程差不同引起的位相噪声，低插损的问题，偏振分光棱镜是由两个直角三角形棱镜以斜面粘接，斜面上镀有偏振分光膜；第一四分之一波片和第一二分之一波片分别设置在偏振分光棱镜前后两面的中心位置；第一玻璃垫片设置在第一二分之一波片的正上方，且完全贴合在偏振分光棱镜上，两者中心对称设置并贴在第一等腰直角棱镜的斜面上；第二二分之一波片设置在偏振分光棱镜的侧面上，入射光S透过偏振分光棱镜入射到第二二分之一波片上；第二玻璃垫片设置在第二二分之一波片的正下方，且完全贴合在偏振分光棱镜上，两者中心对称设置并贴在第二等腰直角棱镜的斜面上。

技术领域

本发明涉及一种90°空间光混频装置，可实现信号光与本振光在光域上的混频放大，属于无线通信技术领域。

背景技术

激光无线通信相比微波通信，具有通信速率高，抗电磁干扰能力强，保密性好等优点，是通信领域中非常重要的一种通信方式。在星间和星地通信链路中，常常存在较大的干扰如背景光和电磁干扰，同时，在某些情况下常需要通信的高保密性，上述问题激光无线通信都可以很好的解决，因此在政府、军事部门之间的通信或者特殊环境(如强电磁干扰)等复杂环境下的通信的场合中都具有潜在的应用前景。

作为激光无线通信的主要方式之一，相干光通信具有高灵敏度，调制方式丰富，抗干扰能力强等优点，尤其在微弱信号低噪声放大方面的优势，是未来远距离高速率激光通信的最佳解决途径。90°光混频器是相干激光通信系统中实现多光束混频放大的核心器件，其基本作用是将信号光与本振光在器件内按照一定条件进行光波前精确合成，获得相干光，然后通过平衡探测器接收中频相干光，并进行相应的电学处理，解调出传输信息。

光混频器可以分为光纤型和空间型，空间型光混频器如图1所示，它相比光纤型具有更大的耦合效率，可以承受更大的光功率，在自由空间中使用稳定性要好于光纤型光混频器。不过，90°空间光混频器性能在实际应用中也会受到大量因素的影响，包括通信介质、跟瞄误差、光波匹配程度等。传统的90°空间光混频器设计更适合于实验室的理想平台，在实际应用中，相位噪声是影响90°空间光混频器性能的主要因素之一，混频器内部支路的光程差是相位噪声的主要来源之一；体积功耗是限制光混频器应用的主要因素之一，尤其是在卫星载荷中，体积小，功耗低可以增加90°空间光混频器的应用范围。因此小体积，高空间利用率，光程差稳定的90°空间光混频器的设计是有必要的。

发明内容

本发明为解决现有空间光混频器体积大，各支路光程差不同引起的位相噪声，低插损的问题，提出一种单晶体高空间利用率的90°空间光混频器。

本发明采用以下技术方案：

单晶体高空间利用率90°光混频器，其特征是，其包括第一四分之一波片、偏振分光棱镜、第一二分之一波片、第一等腰直角棱镜、第一玻璃垫片、第二二分之一波片、第二等腰直角棱镜和第二玻璃垫片；

偏振分光棱镜是由两个直角三角形棱镜以斜面粘接，斜面上镀有偏振分光膜；

第一四分之一波片和第一二分之一波片分别设置在偏振分光棱镜前后两面的中心位置；

第一玻璃垫片设置在第一二分之一波片的正上方，且完全贴合在偏振分光棱镜上，两者中心对称设置并贴在第一等腰直角棱镜的斜面上；

入射光L从第一四分之一波片垂直入射，经过偏振分光棱镜透射的光入射到第一二分之一波片上，经过第一等腰直角棱镜两次反射后入射到第一玻璃垫片上，经过偏振分光棱镜分别反射和透射出去；

入射光S与入射光L位于偏振分光棱镜的斜面两侧且相互垂直入射，第二二分之一波片设置在偏振分光棱镜的侧面上，入射光S透过偏振分光棱镜入射到第二二分之一波片上；

第二玻璃垫片设置在第二二分之一波片的正下方，且完全贴合在偏振分光棱镜上，两者中心对称设置并贴在第二等腰直角棱镜的斜面上；