光電技術(shù)研究所提出基于光纖器件的相干偏振合成技術(shù)

　　日前，中科院光電技術(shù)研究所自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李新陽、耿超課題組在相干偏振合成技術(shù)研究上取得新進(jìn)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(shí)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(yīng)用價(jià)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(duì)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(yuǎn)鏡+單孔徑自適應(yīng)光學(xué)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(yuǎn)鏡尺寸小、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。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(hào)的子光束高效地合成至一束激光十分重要。針對(duì)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a）。為了控制合成光束為線偏振光，以進(jìn)行下一級(jí)合成或用于通信信號(hào)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(jìn)行了理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，這兩種方法均能實(shí)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(guó)家自然科學(xué)基金、中科院創(chuàng)新基金和西部之光等項(xiàng)目的支持。

　　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(bǔ)償器，DPC為偏振控制器

　　基于偏振控制的3路相干偏振合成實(shí)驗(yàn)結(jié)果