基于双折射电光晶体2×4 90°光学桥接器

摘要

自由空间相干激光通信具有接收灵敏度高的优点，是实现长距离、大容量、高码率激光通信的主要途径，是未来卫星间通信的主导技术。光学桥接器是相干光通信接收系统的核心器件，对相干通信系统的接收性能起主要作用。本文根据晶体中光波的传播特性和电场对光波偏振方向及相位的影响，提出一种2×4 90°空间光桥接器方案。具体工作如下：
　　1、根据晶体的一次电光效应和光波在晶体界面上的双折射与双反射现象，设计了一种基于双折射电光晶体的自由空间型2×4 90°光学桥接器。它由一块相位调制板、一块双折射电光晶体和一块检偏双折射晶体构成，相位调制板是一块电光晶体，根据电光效应获得90°相移，双折射电光晶体利用电光效应控制光波偏振方向，利用双反射原理实现信号光与本振光的分束和耦合，检偏双折射晶体利用双折射原理输出4束90°相移的信号光与本振光的混合光。在该桥接器基础上对其进行了进一步集成，将相位调制板和双折射电光晶体集成在一起，使桥接器所需单元器件降为了两块晶体，提高了集成度。该种光学桥接器单元器件少、结构简单紧凑、损耗小，适用于自由空间相干通信系统。
　　2、对基于双折射电光晶体自由空间型2×4 90°光学桥接器进行了优化设计，得到双折射电光晶体光轴与界面法线夹角θ的取值范围为(35°，45°)比较合适。讨论了桥接器的输出相位，表明通过调节电光晶体上的电压可以对相位进行补偿，实现90°相移。分析了用λ/4波片进行相位调制的方案，通过转动波片也可以补偿相位，获得90°相移。

目录

声明

引言

1 相干光通信中的光学桥接器

1.1 非自由空间传播型桥接器

1.2 空间光通信型桥接器

2 晶体的双折射和电光效应及其应用

2.1 晶体双折射效应

2.2 电光效应

2.3 单块晶体集成的2×2光开关

3 基于双折射电光晶体晶体2×4 90°光学桥接器

3.1 光学桥接器结构

3.2光学桥接器原理

3.3 结构优化

4 器件结构设计与相位分析

4.1 结构设计

4.2 输出相位分析

4.3基于λ/4波片进行相位补偿的光学桥接器

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢