光電所提出基於光纖器件的相干偏振合成技術

2021-01-18 OFweek維科網

日前，中科院光電技術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研究上取得新進展：提出了基於光纖器件的相干偏振合成技術，分別採用相位控制和偏振控制的方法實現了高效的光纖內相干偏振合成。該技術基於全保偏光纖器件，無需考慮空間誤差的影響，系統穩定性高、可靠性好、易於與其他光纖器件相結合，在基於相控陣的空間相干光通信系統中有很大的潛在應用價值。相關結果以楊燕為第一作者分別發表於近期的Applied Optics和IEEE Photonics Technology Letters.

為了緩解大氣湍流對相干光通信的影響，目前主要採用兩種技術手段，分別是「大口徑望遠鏡+單孔逕自適應光學技術」和「相控陣技術」。相較於第一種技術，相控陣技術具有望遠鏡尺寸小、成本低、可靠性高等優點。在基於相控陣的空間相干光通信系統中，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雷射十分重要。針對這一問題，該課題組提出了基於光纖器件的相干偏振合成技術。兩束偏振態互相垂直的線偏振光可利用光纖偏振合束器合為一束光，由於輸入光束相位差的變化，合成光束為任意偏振態（圖a）。為了控制合成光束為線偏振光，以進行下一級合成或用於通信信號的解調，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，並進行了理論分析及實驗驗證。結果表明，這兩種方法均能實現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，並輸出線偏振光。

該工作得到了國家自然科學基金、中科院創新基金和西部之光等項目的支持。

相干偏振合成原理圖（a）開環（b）相位控制閉環（c）偏振控制閉環

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

基於偏振控制的3路相干偏振合成實驗結果

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