[发明专利]一种反射式相干接收机光混合器

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信的光学器件，具体涉及一种反射式相干接收机光混合器，用于对光纤中传输的采用偏振复用方式和高级调制格式的光信号实现相干接收与解调。

背景技术

近年来随着光纤通信系统不断升级，光纤中传输的光信号已开始使用高级调制格式并且呈现出全场(幅度、频率、相位、偏振)携带信息的特点。针对这一特点，在系统的接收端必须使用相干检测方法才能获得光信号携带的全部信息。采用偏振复用的十六进制正交振幅调制(DP-16QAM)格式是现有商用长距离高速光纤通信系统中一种典型的光信号复用和调制方式。在上述系统中为了实现信号的接收和解调，需要使用一个光混合器将本振光与接收到的信号光进行相干混合，完成本振光与信号光偏振和相位分集接收功能，再经过光电转换与平衡探测后，由后续处理电路实现信号的解调输出。

在光混合器中，输入信号光的电场矢量E_S可分解为两个正交的偏振分量E_Sx和E_Sy，与本振光E_LO混合并经过偏振和相位的分集接收后，在输出端应有八个对应的分量，分别记为E_Sx+E_LO，E_Sx-E_LO，E_Sx+iE_LO，E_Sx-iE_LO，E_Sy+E_LO，E_Sy-E_LO，E_Sy+iE_LO，E_Sy-iE_LO。即此种光混合器对应了信号光与本振光两个输入端口、八个输出端口的结构(2×8结构)。

申请号200920073027.8的中国发明专利申请“双波片相位调整双折射空间光桥接器”中提出了一种用于自由空间激光相干通信的2×4光混合器。由于没有进行偏振分集控制，故对输入信号光的偏振态有一定要求，不能用于采用偏振复用的光纤通信系统中。

申请号201010572938.2的中国发明专利申请“用于相干光通信的晶体型光混合器”中提出了一种基于双折射晶体的2×8结构光混合器，可用于DP-QPSK信号的相干接收。但由于该装置采用透射式结构导致器件形状狭长、结构不紧凑。

申请号13/157379的美国专利申请“OPTICAL WAVEGUIDE ELEMENT，OPTICAL HYBRID CIRCUIT，AND OPTICAL RECEIVER”，提出一种平面波导型的光混合器，可实现对光信号的偏振、相位分集接收功能，但存在着耦合损耗大、偏振消光比低和温度稳定性差等缺点。

发明内容

本发明提供一种反射式相干接收机光混合器，解决现有光混合器结构不紧凑、温度稳定性差的问题。

本发明所提供的一种反射式相干接收机光混合器，沿入射光路依次设置有偏振分离器、1/2波片、相移片、第一位移晶体、1/4波片和组合反射镜，组合反射镜的反射光路上依次设置有1/4波片、第一位移晶体、1/2波片、第二位移晶体，其中1/2波片、第一位移晶体、1/4波片为共用器件，其特征在于：

所述偏振分离器由偏振分离棱镜和45度反射镜叠加组成；所述偏振分离棱镜由两块相同的直角等腰三角形双折射晶体粘接构成正方形晶体，其入射通光面与Z轴方向垂直，所述45度反射镜为直角等腰三角形石英晶体，其直角边长度和直角等腰三角形双折射晶体的直角边长度相等，所述45度反射镜的斜边所在反射面与所述偏振分离棱镜的分离面平行；

所述1/2波片通光面与Z轴垂直，快轴方向与第一位移晶体主截面呈22.5度角；

所述相移片为上下两片正方形的1/4波片，分别位于本振光经过偏振分离器后的两个出光位置，快轴方向均与第一位移晶体主截面平行；

所述第一位移晶体为长方体双折射晶体，主截面与XOZ平面平行，通光面与Z轴垂直；主截面为晶体光轴、o光和e光所处的公共平面；

所述1/4波片通光面与Z轴垂直，快轴方向与第一位移晶体主截面呈45度角；