光电技术研究所提出基于光纤器件的相干偏振合成技术

日前，中科院光电技术研究所自适应光学重点实验室李新阳、耿超课题组在相干偏振合成技术研究上取得新进展：提出了基于光纤器件的相干偏振合成技术，分别采用相位控制和偏振控制的方法实现了高效的光纤内相干偏振合成。该技术基于全保偏光纤器件，无需考虑空间误差的影响，系统稳定性高、可靠性好、易于与其他光纤器件相结合，在基于相控阵的空间相干光通信系统中有很大的潜在应用价值。相关结果以杨燕为第一作者分别发表于近期的Applied OpTIcs和IEEE Photonics Technology Letters.

为了缓解大气湍流对相干光通信的影响，目前主要采用两种技术手段，分别是“大口径望远镜+单孔径自适应光学技术”和“相控阵技术”。相较于第一种技术，相控阵技术具有望远镜尺寸小、成本低、可靠性高等优点。在基于相控阵的空间相干光通信系统中，接收光束被接收阵列分成多束。因此，如何将多束携带通信信号的子光束高效地合成至一束激光十分重要。针对这一问题，该课题组提出了基于光纤器件的相干偏振合成技术。两束偏振态互相垂直的线偏振光可利用光纤偏振合束器合为一束光，由于输入光束相位差的变化，合成光束为任意偏振态（图a）。为了控制合成光束为线偏振光，以进行下一级合成或用于通信信号的解调，该课题组分别提出了相位控制（图b）和偏振控制（图c）两种方法，并进行了理论分析及实验验证。结果表明，这两种方法均能实现高效的相干偏振合成，将多束线偏振光高效地合成至一根保偏光纤中，并输出线偏振光。

该工作得到了国家自然科学基金、中科院创新基金和西部之光等项目的支持。

相干偏振合成原理图（a）开环（b）相位控制闭环（c）偏振控制闭环

PBC为光纤偏振合束器，PC为光纤相位补偿器，DPC为偏振控制器

基于偏振控制的3路相干偏振合成实验结果