[发明专利]基于四路分光模块的偏振光特性实时测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于四路分光模块的偏振光特性实时测量装置及方法。该系统利用三片分光棱镜将偏振光平均分为四路，再通过功率检测模块实时检测四路光通过四个不同方位角的偏振片后的能量，利用偏振片能量透过率公式可计算出入射光的偏振方位角和椭圆率角，从而达到实时测量的目的。该系统适用于偏振光学系统、椭圆偏振测量领域、激光技术和量子通信等与偏振相关的测量与检测领域。

主权项

一种基于四路分光模块的偏振光特性实时测量装置，它包括四路分光模块（2）、功率检测模块（3）和数据处理模块（4），其特征在于：1）所述的四路分光模块（2）由第一分光棱镜（2‑1）、第二分光棱镜（2‑2）、第三分光棱镜（2‑3）和0°偏振片（2‑4）、90°偏振片（2‑5）、45°偏振片（2‑6）、‑45°偏振片（2‑7）组成；分光棱镜的反射率和透射率均为0.5，反射方向的相位延时小于0.1度；偏振片采用直线偏振片，安装偏振方位角精度0.1度；2）所述的功率检测模块（3）是四路光功率计组成的经典光功率检测模块，或者是四路单光子探测器和计数器构成的单光子功率检测模块；功率检测模块可以分别在经典光量级或单光子量级下，同时检测四路光源的功率，检测速率0.5s,检测精度0.1%；3）所述的数据处理模块（4）主要包含硬件和软件两个部分；硬件部分采用电脑或者具有浮点运算功能的可编程器件；软件部分是实时偏振测量软件，主要包括实时数据采集，实时偏振测量算法，数据保存和显示等功能；测量装置各部件之间连接方式如下：A）四路分光模块（2）与被测光源（1）采用空间耦合方式连接；被测光源（1）经第一分光棱镜（2‑1）分为两路、一路经第二分光棱镜（2‑2）分成两路光并分别入射至0°偏振片（2‑4）和90°偏振片（2‑5），另一路经第三分光棱镜（2‑3）分成两路光并分别入射至45°偏振片（2‑6）和‑45°偏振片（2‑7），由此被测光源被分为四路能量相同、偏振特性不变的光线；0°偏振片（2‑4）、90°偏振片（2‑5）、45°偏振片（2‑6）和‑45°偏振片（2‑7）分别按照0°、90°、45°和‑45°方位角安装好，偏振片的平面与四路分光光路方向垂直，偏振方位角安装精度达0.1度；B）四路分光模块（2）输出的四路偏振光，经耦合镜耦合到四根光纤上，并通过光纤连接到功率检测模块（3）；C）功率检测模块（3）所采集的能量数据通过USB数据线连接到数据处理模块（4）的硬件上。