中科院光電所在基于光纖器件的相干偏振合成研究方面取得進展
日前,中國科學院光電技術(shù)研究所自適應光學重點實驗室李新陽、耿超課題組在相干偏振合成技術(shù)研究中取得新進展:提出了基于光纖器件的相干偏振合成技術(shù),分別采用相位控制和偏振控制的方法實現(xiàn)了高效的光纖內(nèi)相干偏振合成。該技術(shù)基于全保偏光纖器件,無需考慮空間誤差的影響,系統(tǒng)穩(wěn)定性高、可靠性好、易于與其他光纖器件相結(jié)合,在基于相控陣的空間相干光通信系統(tǒng)中有很大的潛在應用價值。相關(guān)結(jié)果以楊燕為第一作者分別發(fā)表于近期的Applied Optics 和IEEE Photonics Technology Letters。
為了緩解大氣湍流對相干光通信的影響,目前主要采用兩種技術(shù)手段,分別是“大口徑望遠鏡+單孔徑自適應光學技術(shù)”和“相控陣技術(shù)”。相較于第一種技術(shù),相控陣技術(shù)具有望遠鏡尺寸小、成本低、可靠性高等優(yōu)點。在基于相控陣的空間相干光通信系統(tǒng)中,接收光束被接收陣列分成多束。因此,如何將多束攜帶通信信號的子光束高效地合成至一束激光十分重要。針對這一問題,該課題組提出了基于光纖器件的相干偏振合成技術(shù)。兩束偏振態(tài)互相垂直的線偏振光可利用光纖偏振合束器合為一束光,由于輸入光束相位差的變化,合成光束為任意偏振態(tài)(圖1a)。為了控制合成光束為線偏振光,以進行下一級合成或用于通信信號的解調(diào),該課題組分別提出了相位控制(圖b)和偏振控制(圖c)兩種方法,并進行了理論分析及實驗驗證。結(jié)果表明,這兩種方法均能實現(xiàn)高效的相干偏振合成,將多束線偏振光高效地合成至一根保偏光纖中,并輸出線偏振光。 該工作得到了國家自然科學基金、中科院創(chuàng)新基金和“西部之光”等項目的支持。 圖1 相干偏振合成原理圖(a)開環(huán)(b)相位控制閉環(huán)(c)偏振控制閉環(huán)。PBC為光纖偏振合束器,PC為光纖相位補償器,DPC為偏振控制器 圖2 基于偏振控制的3路相干偏振合成實驗結(jié)果 |