空间光学桥接器的集成化研究

摘要

双折射效应和电光效应是设计晶体光学器件的理论基础，对器件的集成有重要作用。光学桥接器作为自由空间相干光通信的核心器件，其集成程度对整个通信系统的小型化轻量化有直接影响。因此，本论文主要应用晶体的双折射效应和电光效应，对光学桥接器进行集成化研究，设计了两种集成堆栈型2×490°光学桥接器。具体工作如下：
　　1、利用晶体的电光效应和双折射与双反射现象，设计了一种具有晶体集成结构的自由空间型2×490°光学桥接器。其由两对不同结构的电光晶体和一对λ/2波片构成，第一对晶体利用双折射原理分别对信号光和本振光进行分束，利用电光效应产生相应相移，第二对晶体利用双反射原理分别对信号光和本振光进行合束与再分束，利用电光效应控制合成光束的偏振，使之再分束时每束光仍为信号光和本振光的混合光束。通过调节第一对晶体上的电压，可以获得四束输出混合光之间90°的相移，从而实现了2×490°光学桥接器的功能。通过分析，对晶体结构进行了设计，给出了结构参数。
　　2、对第三章设计的光学桥接器进行了进一步集成，分别将两对电光晶体简化为一块晶体，即一块双折射晶体和一块电光晶体。双折射晶体用来实现信号光和本振光的偏振分束，电光晶体用来实现信号光和本振光的耦合，90°相移由一块λ/4波片产生，从而构成了2×490°空间光学桥接器。这种结构桥接器所需单元器件少，结构紧凑，损耗低，适用于自由空间相干光通信。

目录

声明

引言

1 空间光学桥接器

1.1 光学桥接器的发展背景

1.2 光学桥接器

2 晶体的光学特性

2.1 晶体的双折射效应

2.2 折射率椭球

2.3 晶体的电光效应

2.4 LiNbO?晶体的一次电光效应

3 基于单块晶体2×2光开关结构空间光学桥接器

3.1 单块晶体2×2光开关

3.2 光学桥接器的结构

3.3 光学桥接器的原理

3.4 相位补偿分析

3.5 晶体结构设计

3.6 误差分析

4 基于单块晶体2×2光开关结构空间光学桥接器的进一步集成

4.1 光学桥接器的结构及原理

4.2 相位补偿分析

4.3 晶体结构设计

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢