CN108628013A - 一种光学相位共轭镜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学相位共轭镜装置，包括光纤、偏振分光器、透镜、法拉第旋转器和反射镜；从光纤出射的高斯发散光束依次经过偏振分光器、透镜、法拉第旋转器、反射镜，经反射镜反射后再经法拉第旋转器、透镜、偏振分光器，返回至光纤；经偏振分光器分出的两束光，经过透镜的偏折交汇和反射镜反射后，沿对方的路径反向传输，再次经过法拉第旋转器，之后反向进入所述偏振分光器后两束光在空间上重新合并，进入所述光纤。该光学相位共轭装置实现了波长、温度无关的非互易性的90度角偏振旋转，结构紧凑、简单、可靠，同时还保持了高消光比、小偏振相关损耗和小的插入损耗的光学性能。

Description

一种光学相位共轭镜装置
本申请要求于2017年03月15日提交中国专利局、申请号为201710180072.2、发明名称为“一种光学相位共轭镜装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及光偏振旋转应用中的低度依赖光偏振态的光学装置技术领域，特别是涉及一种光学相位共轭镜装置。
背景技术
偏振旋转装置在光学系统中已用于多种目的，尤其在光纤通信、光学图像处理、激光器及传感器领域的应用，特别是在需要使用相位共轭镜的情形。相位共轭镜可消除非保偏光纤随机双折射效应导致的偏振诱导信号衰落。
对光的偏振实现非互易旋转的法拉第效应是一种已知的用于产生相位共轭镜装置的方法。法拉第旋转由下式确定：β＝VBL，其中β为在一次通过旋转器之后的偏振旋转角，V为维尔德常数，B为所外部施加的或内部固有的磁场强度，L为旋转器的长度。维尔德常数为特定磁光材料固有的性质并取决于温度和波长，这限制了采用法拉第旋转的系统在宽温度和波长范围的使用。在大多数应用中，旋转器用在磁饱和区域中以避免外部磁场扰动引起的旋转角偏差。长度加工偏差也会带来旋转角偏差，即使使用薄膜生长技术，这种偏差仍然轻微存在。
用于偏振旋转的常规磁光材料的制造公差及随温度和波长而变的性质限制了装置在精密仪器中以及在宽温度和波长范围使用。传统手段仅在单一波长和某一温度下提供所希望的偏振旋转，且该温度和波长取决于制造精度。光学通信、传感器和图像处理的发展使得在未受控的现场环境中需要宽带、多波长能力，如WDM、CWDM、DWDM。因此，需要开发能够适应宽温度和多波长要求的精确偏振旋转的光学装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学相位共轭镜装置，以解决现有技术中的偏振旋转的光学装置所存在的无法适应较宽温度和波长范围的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种光学相位共轭镜装置，所述光学相位共轭镜装置包括：光纤、偏振分光器、透镜、法拉第旋转器和反射镜；
从所述光纤出射的高斯发散光束依次经过所述偏振分光器、所述透镜、所述法拉第旋转器、反射镜，经所述反射镜反射后再经所述法拉第旋转器、所述透镜、所述偏振分光器，返回至所述光纤；
经所述偏振分光器分出的两束光，经过所述透镜的偏折交汇和所述反射镜反射后，沿对方的路径反向传输，再次经过所述法拉第旋转器，之后反向进入所述偏振分光器后两束光在空间上重新合并，进入所述光纤；在空间上拉大两束光中的旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量光的传输角度和距离；
或者从所述光纤出射的高斯发散光束依次经过所述偏振分光器、所述法拉第旋转器、所述透镜、所述反射镜，经所述反射镜反射后再经所述透镜、所述法拉第旋转器、所述偏振分光器，返回至所述光纤；
经所述偏振分光器分出的两束光，依次经过所述法拉第旋转器旋转、所述透镜的偏折交汇和所述反射镜反射后，沿对方的路径反向传输，再次经过所述透镜和所述法拉第旋转器，之后反向进入所述偏振分光器后，两束光在空间上重新合并，进入所述光纤；在空间上拉大两束光中的旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量光的传输角度和距离。
其中，所述光纤，为经热扩束后形成的模场直径达到预设值的热扩束光纤。
其中，所述光纤是在1.55um波长时测量的、由原模场直径为2um-11um的光纤通过加热扩束形成的热扩束光纤，所述热扩束光纤的基模的模场直径是未热扩束前的光纤的模场直径的1-4倍。
其中，所述光纤是在1.55um波长时测量的、由原模场直径为6.3um的光纤通过加热扩束形成的模场直径为12um的热扩束光纤。
其中，所述偏振分光器包括偏振光束偏移器，基于空间x-y-z坐标系，所述偏振光束偏移器的光轴位于y-z坐标系平面内。
其中，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，射到所述偏振光束偏移器上被分为偏振方向相互垂直的第一非寻常光束和第一寻常光束，通过所述透镜后各自准直并相互汇聚(其中本领域技术人员能够知晓，所谓“各自准直”中的“准直”在实际应用中，由于晶体本身的特性决定二者并非严格准直，而是近似准直，即本发明此处描述的准直允许实际应用误差的存在)，其后所述第一非寻常光束和第一寻常光束经由所述法拉第旋转器，电场振动面均旋转约45度，分别成为第一a光束和第二a光束，并相交于所述反射镜，所述第一a光束和所述第二a光束经所述反射镜反射、光路发生了相互交换分别成为第一b光束和第二b光束，沿z轴负方向传输的所述第一b光束和所述第二b光束第二次通过所述法拉第旋转器，电场振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，分别成为第一c光束和第二c光束后通过所述透镜入射到所述偏振光束偏移器，所述第二c光束被所述偏振光束偏移器分为第二c寻常光束和第二c非寻常光束，所述第二c寻常光束来自所述第二c光束中的x轴方向的偏振分量，所述第一c光束被所述偏振光束偏移器分为第一c非寻常光束和第一c寻常光束，所述第一c非寻常光束来自所述第一c光束中的y-z面内的偏振分量，所述第一c寻常光束和第二c非寻常光束在通过所述偏振光束偏移器后在空间上被合并，离开所述偏振光束偏移器后随即进入所述光纤成为主光束，而第一c非寻常光束和第二c寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤；
或者，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，入射到所述偏振光束偏移器上被分为偏振方向相互垂直的第一非寻常光束和第一寻常光束，所述第一非寻常光束和第一寻常光束经由所述法拉第旋转器，电场振动面均旋转约45度，分别成为第一a’光束和第二a’光束；所述第一a’光束和所述第二a’光束通过所述透镜后各自准直并相互汇聚，其后相交于所述反射镜；所述第一a’光束和所述第二a’光束经所述反射镜反射、光路发生了相互交换分别成为第一b’光束和第二b’光束，沿z轴负方向传输的所述第一b’光束和所述第二b’光束通过所述透镜后，第二次通过所述法拉第旋转器，电场振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，分别成为第一c’光束和第二c’光束后再进入所述偏振光束偏移器，所述第二c’光束被所述偏振光束偏移器分为第二c’寻常光束和第二c’非寻常光束，所述第二c’寻常光束来自所述第二c’光束中的x轴方向的偏振分量，所述第一c’光束被所述偏振光束偏移器分为第一c’非寻常光束和第一c’寻常光束，所述第一c’非寻常光束来自所述第一c’光束中的y-z面内的偏振分量，所述第一c’寻常光束和第二c’非寻常光束在通过所述偏振光束偏移器后在空间上被合并，离开所述偏振光束偏移器后随即进入所述光纤成为主光束，而第一c’非寻常光束和第二c’寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤。
其中，所述约45度以及约90度，指考虑受器件本身性能影响所产生的合理误差范围内，可以为45±5°，以及90±5°。
其中，所述偏振分光器包括双偏振光束偏移器和45度角半波片组件；所述双偏振光束偏移器包括第一偏振光束偏移器和第二偏振光束偏移器，所述45度角半波片置于所述第一偏振光束偏移器和所述第二偏振光束偏移器之间。
其中，所述第一偏振光束偏移器、第二偏振光束偏移器和所述45度角半波片的六个通光面全部相互平行，所述第一偏振光束偏移器和第二偏振光束偏移器的厚度相同、光轴指向以45度角半波片的通光面互为镜像对称；
所述45度角半波片的光轴指向与所述第一偏振光束偏移器的光轴在通光面上的投影成正45度夹角或者负45度夹角。
其中，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件上，离开时被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光第三寻常光束和第三非寻常光，通过所述透镜后各自准直并相互汇聚(同上，本发明中的“准直”除非特别说明，均为近似准直)，其后所述第三寻常光束和所述第三非寻常光经由所述法拉第旋转器后，振动面均旋转约45度，分别成为第三a光束和第四a光束，并相交于平面反射镜被反射后光路发生了相互交换，分别成为反射光第三b光束和第四b光束，沿z轴负方向传输的反射光第三b光束和第四b光束和第二次通过所述法拉第旋转器，振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，成为第三c光束和第四c光束，通过所述透镜，入射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件，通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后，所述第四c光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第四c寻常光束和第四c非寻常光束，所述第三c光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第三c非寻常光束和第三c寻常光束，所述第三c寻常光束和第四c非寻常光束在通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后在空间上被合并，之后进入所述光纤成为主光束，而所述第三c非寻常光束和所述第四c寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤；
或者，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，入射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件上，离开时被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光第三寻常光束和第三非寻常光，所述第三寻常光束和所述第三非寻常光经由所述法拉第旋转器后，振动面均旋转约45度，分别成为第三a’光束和第四a’光束，所述第三a’光束和所述第四a’光束通过所述透镜后各自准直并相互汇聚，其后相交于平面反射镜，被所述平面反射镜反射后光路发生了相互交换，分别成为反射光第三b’光束和第四b’光束，沿z轴负方向传输的反射光第三b’光束和第四b’光束通过所述透镜后，第二次通过所述法拉第旋转器，振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，成为第三c’光束和第四c’光束，入射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件，通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后，所述第四c’光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第四c’寻常光束和第四c’非寻常光束，所述第三c’光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第三c’非寻常光束和第三c’寻常光束，所述第三c’寻常光束和所述第四c’非寻常光束在通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后在空间上被合并，之后进入所述光纤成为主光束，而所述第三c’非寻常光束和所述第四c’寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤。
其中，所述偏振分光器包括但不限于沃拉斯顿棱镜偏振器、洛匈棱镜、尼科尔棱镜、双折射楔角片、塞拿蒙棱镜或诺马斯基棱镜中的一种；
所述偏振分光器的双折射晶体材料为正单轴晶体，包括但不限于矾酸钇YVO4、金红石Rutile、石英Quartz；或者是负单轴晶体，包括但不限于铌酸锂LiNbO3、方解石CaCO3。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种光学相位共轭镜装置，从光纤出射的高斯发散光束依次经过偏振分光器、透镜、法拉第旋转器、反射镜、法拉第旋转器、透镜、偏振分光器，最后返回至光纤，被偏振分光器分出的两束光经过透镜的偏折交汇作用和反射镜反射后两束光沿对方的路经反向传输，两次经过法拉第旋转器后两束光的电场振动面旋转接近90度，反向进入偏振分光器后两束光被在空间重新合并，进入光纤，而两束光旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量光则被在空间拉大传输角度和距离，无法沿主光路传输，消除了旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振光分量对主光路光偏振态的影响，实现了各种波长在各种温度下都具有相同的偏振态输出，使得该光学相位共轭镜能够适应较宽的波长和温度范围，实现了波长、温度无关的非互易性的90度角偏振旋转；优选地，设置热扩束光纤进一步提升了相位共轭镜的消光比和偏振相关损耗等光学性能指标，该光学相位共轭装置结构紧凑、简单、可靠，同时还保持了高消光比、小偏振相关损耗和小的插入损耗的光学性能。
本发明还提供了一种光学相位共轭镜装置，从光纤出射的高斯发散光束依次经过偏振分光器、法拉第旋转器、透镜、反射镜、透镜、法拉第旋转器、偏振分光器，最后返回至光纤，被偏振分光器分出的两束光经过法拉第旋转器旋转、透镜的偏折交汇作用和反射镜反射后两束光沿对方的路经反向传输，再次经过透镜和法拉第旋转器后两束光的电场振动面旋转接近90度，反向进入偏振分光器后两束光被在空间重新合并，进入光纤，而两束光旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量光则被在空间拉大了传输角度和距离，无法沿主光路传输，从而消除了旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振光分量对主光路光偏振态的影响，实现了各种波长在各种温度下都具有相同的偏振态输出，使得该光学相位共轭镜能够适应较宽的波长和温度范围，实现了波长、温度无关的非互易性的90度角偏振旋转。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例1的结构示意及光路图；
图2为热扩束光纤结构示意图；
图3为准直光束通过偏振光束偏移器示意图；
图4为会聚高斯光束通过偏振光束偏移器示意图；
图5为本发明的实施例2的结构示意及光路图；
图6为会聚高斯光束通过双偏振光束偏移器和45度角半波片组件示意图；
图7为本发明的实施例4的结构示意及光路图；
图8为本发明的实施例5的结构示意及光路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种光学相位共轭镜装置，以解决现有技术中的光学偏振旋转装置所存在的无法适应多波长多温度、以及消光比ER低、PDL大等技术问题，包括光纤、偏振分光器、透镜、法拉第旋转器和反射镜。
光纤可以是能够传输真空中波长为0.1um-3um光谱中的某一波段光的任何一种光纤，在传输某一波段中某一特定波长的光时，该光纤可以是基模模场直径(MFD，Mode FieldDiameter)为1um-12um任何一个值的光纤，典型地，在传输1550nm波长时，该光纤可以是模场直径为2um-11um中的任何一个值的光纤；其折射率结构可以是单包层光纤，也可以是双包层光纤；光纤的传输损耗特性可以是对弯曲敏感的，也可以是不敏感的。
光纤出射的发散光可近似为高斯光束，其束腰几乎处于光纤端面处，束腰处的波前为平面，波前的曲率沿着传播方向先是迅速增加，然后再缓慢减小，在瑞利长度ZR之外可近似认为曲率不再变化，发散角θ也不再变化，称为远场近似，越远离束腰，近似误差越小，束腰大小ω0为光纤模场直径的一半，束腰越大，发散角越小。
ZR＝π*ω0 2/λ
θ≈180*λ/(π2ω0)
其中，ω0为束腰大小，λ为介质中的波长，θ单位为度。
实际上的光纤瑞利长度是非常短的，例如，对于1.55um的光波，模场直径6um的光纤，其在折射率为2的介质中的瑞利长度约为0.037mm，远场发散角约为4.71度角；模场直径10um的光纤，其在折射率为2的介质中的瑞利长度约为0.1mm，远场发散角约为2.83度角；纤芯热扩束模场直径为20um的光纤，其在折射率为2的介质中的瑞利长度约为0.41mm，远场发散角约为1.41度角；纤芯热扩束模场直径为40um的光纤，其在折射率为2的介质中的瑞利长度约为1.62mm，远场发散角约为0.71度角。
偏振分光器可以包括偏振光束偏移器(PBD Polarization Beam Displacer)，或者包括双偏振光束偏移器和45度角半波片组件。其中偏振分光器可以选择沃拉斯顿棱镜偏振器、洛匈棱镜、尼科尔棱镜、双折射楔角片、塞拿蒙棱镜或诺马斯基棱镜，偏振分光器的双折射晶体材料可以是正单轴晶体，包括但不限于矾酸钇YVO4，金红石Rutile，石英Quartz，也可以是负单轴晶体，包括但不限于铌酸锂LiNbO3，方解石CaCO3。
所述偏振分光器介于光纤和光纤的准直透镜之间，偏振分光器的入射光是从光纤出射的发散高斯光束或者是反向传输准备进入光纤的会聚高斯光束。厚度尺寸较薄的偏振分光器对非寻常光和寻常光造成的小量平移错位可在准直透镜之后形成足够大交汇角的两束近似准直光。厚度薄的偏振分光器有助于减小相位共轭镜的尺寸、降低成本、提高可靠性。
然而，由于双折射晶体对偏振光束的偏折角大小与偏振光的电场矢量方向和晶体光轴之间的夹角有关，所以发散或会聚的高斯束通过双折射晶体时，其中的非寻常光(即e光)的偏折角随光的入射角的不同而不同，非寻常光被弥散，不再具有唯一明确的实的聚焦点或虚的聚焦点，即非寻常光发生了散光(astigmatism)现象，进而恶化相位共轭镜的消光比、偏振相关损耗等关键光学性能指标，经过偏振分光器的高斯光束的发散角或会聚角越大，非寻常光的散光就越严重，而且非寻常光和寻常光(即o光)二者的光程不相同，焦点位置也有错位，因而无法在相位共轭镜光路中实现两束线偏振光对称传输，从而进一步恶化了相位共轭镜的消光比ER(Extinction Ratio)、偏振相关损耗PDL(PolarizationDependent Loss)等关键光学性能指标。
本发明提供如下方案从一定程度上克服上述非寻常光散光以及非寻常光和寻常光二者光程不相同的缺陷。
若采用厚度小于瑞利长度的偏振分光器，比如厚度为瑞利长度的二分之一，但现实中有限折射率差值的双折射晶体材料远远不能满足相位共轭镜消光比的要求，因而本发明不考虑此方案。
本发明的技术手段之一，是使用出射光模场直径较大的光纤，大模场直径的高斯光束具有小的发散角、长的瑞利距离，经过偏振分光器时非寻常光可产生尽可能小的散光。对于原本模场直径较小的光纤可采用热扩束光纤。在一些要求不高的场合，直接使用光纤本身的模场直径就可满足系统对相位共轭镜消光比和偏振相关损耗等光学性能的要求，而在另一些场合，需要使用光纤包层外径小的、损耗对光纤弯曲不敏感的小弯曲半径的光纤，例如工作在1.55um波长，由2x2光纤耦合器、光纤线圈和相位共轭反射镜组成的光纤水听器，为了获得小的光纤线圈和大的回波损耗，会选用模场直径6um左右的弯曲不敏感光纤一体化制作熔融拉锥光纤耦合器、绕制光纤圈和制作位相共轭镜，这种情况下，只能将模场直径6um左右的光纤在位相共轭镜那一端进行加热扩束，使之成为热扩束光纤后，方可成为相位共轭镜的入射光纤，否则，相位共轭镜的关键光学指标消光比和偏振相关损耗会不能满足系统要求。
本发明的另一技术手段，可使用本发明中所述的双偏振光束偏移器和45度角半波片组件，所述的双偏振光束偏移器和45度角半波片组件依次由第一偏振光束偏移器、45度角半波片和第二偏振光束偏移器组成，它们总计的六个通光面全部相互平行，第一偏振光束偏移器和第二偏振光束偏移器厚度相同、它们的光轴指向以45度角半波片的通光面互为镜像对称，中间的45度角半波片的光轴指向与第一偏振光束偏移器的光轴在通光面上的投影成正45度夹角或者负45度夹角，因而，45度角半波片的光轴指向可分别有两个方向，这两个方向相互垂直。光通过这个组件过程中，第一偏振光束偏移器的非寻常光被45度角半波片变成为第二偏振光束偏移器的寻常光，第一偏振光束偏移器的寻常光则被45度角半波片变成为第二偏振光束偏移器的非寻常光，两束光经历的总光程相同、焦点无错位、散光方向相同、散光的程度也相同，因此，在本发明的相位共轭镜光路中，完全实现了两束线偏振光对称传输，通过对称光路的补偿作用，当光再次返回光纤时，晶体对非寻常光的散光被大大降低，从而改善了相位共轭镜消光比、偏振相关损耗等关键光学性能指标。
较佳地，是将上述技术手段结合使用，一方面，通过热扩束光纤获得尽可能小的各向异性晶体对非寻常光的散光量，另一方面，通过使用双偏振光束偏移器和45度角半波片组件获得两束光的高度对称性，产生对晶体散光的补偿消减作用，从而获得消光比、偏振相关损耗等关键光学性能更优的相位共轭镜。
所述的透镜是光纤出射光的准直透镜，可以是自聚焦透镜，也可以是曲面透镜，例如C-lens。
所述的法拉第旋转器是利用磁光效应将光的偏振方向单次通过旋转约45度角的器件，所述法拉第旋转器包含非互易性磁光晶体和为晶体提供饱和磁场的永久磁体，其中的磁场可以是外部磁环提供，也可以是磁光晶体的自带磁场，所述的法拉第旋转器的磁光晶体工作在饱和或过饱和磁场下，其原因有两个：已知的磁光晶体必须工作在饱和磁场下，否则不饱和磁场下的磁光晶体中方向不一致的磁畴会导致大的衍射损耗和低的消光比；饱和或过饱和磁场下，磁光晶体的工作状态不再受外界其它的一定幅度下的磁场强度变化的扰动。
所述的反射镜可以是直接镀在磁光晶体表面上多层介质反射膜或金属膜的反射镜，也可以是镀在独立基片上的多层介质反射膜或金属膜的反射镜。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
在本发明实施例一中，所述光纤为热扩束光纤。所述偏振分光器包括一个偏振光束偏移器12，所述透镜为自聚焦透镜13；所述反射镜为介质光学薄膜平面反射镜15。
具体地，作为一种可实施方式，参见图1所示，图1中所示的相位共轭镜包含一个单热扩束光纤11，一个偏振光束偏移器12，其光轴X1位于y-z坐标系平面内，一个自聚焦透镜13，一个45度旋转角法拉第旋转器14，一个介质光学薄膜平面反射镜15。
热扩束光纤是将光纤的出光端附近区域经过加热处理的热扩束光纤(ThermallyExpanded Core(TEC)Fiber)，热扩束光纤的基模模场直径是未热扩束前的光纤的模场直径的1-4倍。
参见图2，图2是热扩束光纤结构示意图。通过局部加热光纤，使得光纤中影响折射率的掺杂物扩散，重新分布，从而获得沿z轴的正方向缓慢扩大了纤芯直径的纤芯，由此可以扩大光纤出射的模场直径，增长瑞利长度，减少发散角。4.1是光纤，4.2是热扩束后光纤的纤芯示意。
下面对当入射光束为准直光束或者会聚高斯光束两种虚拟情况下，入射光束经本发明实施例的偏振光束偏移器12所产生的的光斑进行对比说明。
参见图3所示，偏振光束偏移器12的晶体光轴X1位于y-z坐标系平面内，方向为坐标系中的一、三象限，当准直光束自左向右传输在晶体的第一个界面处，光束被分为两束，其中寻常光o光不发生偏折，非寻常光e光第一次被偏折，并在晶体的第二个界面处第二次被偏折，其后与寻常光o光相互平行传播，两束光之间的平移错位量为d。通过偏振光束偏移器的o光和e光的光斑依然是圆对称高斯光束。1.1和1.2分别是两束光的光斑形状示意。本领域技术人员应当知晓本实施例中图3的光束在实际情况下并非严格的准直光，而是会轻微发散或会聚光，此处假设为严格准直光情况仅为说明偏振光束偏移器对不同入射光产生的不同结果，以进行对比。
参见图4所示，偏振光束偏移器12的晶体光轴X1位于y-z坐标系平面内，方向为坐标系中的一、三象限，当会聚高斯光束自左向右传输，在晶体的第一个界面处，光束被分为两束，其中寻常光o光不发生偏折，非寻常光e光第一次被偏折，并在晶体的第二个界面处第二次被偏折。由于双折射晶体对偏振光束的偏折角大小与偏振光的电场矢量方向和晶体光轴之间的夹角有关，所以发散的高斯光束通过偏振光束偏移器后，其中的非寻常光e光会发生散光现象，非寻常光e光的光斑变为近似椭圆形状，经过偏振分光器的高斯光束的发散角越大，非寻常光e光的散光就越严重，近似椭圆光斑的长短轴差异就越大，寻常光o光仍是圆对称高斯光束。同上，本实施例图4中的会聚高斯光束在实际应用中也会存在合理的误差，本领域技术人员应当知晓本实施例的相关描述方式允许合理误差的存在。
2.1和2.2分别是非寻常光e光和寻常光o光的光斑形状示意。
参见图1，光纤11的出射光束400，沿直角坐标系z轴传输，射到偏振光束偏移器12上被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光，非寻常光束411和寻常光束421，通过自聚焦透镜13后各自准直并相互汇聚，其后非寻常光束411和寻常光421束经由法拉第旋转器14，电场振动面均旋转约45度，光束分别成为光束412和光束422，并相交于平面反射镜15，光束412和422分别地成为反射光束413和光束423，光路发生了相互交换，沿z轴负方向传输的反射光413和423第二次通过法拉第旋转器14，电场振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，光束成为414和424，通过自聚焦透镜13入射到偏振光束偏移器12后，光束424被偏振光束偏移器12分为寻常光束425和非寻常光束426，光束425来自光束424中的x轴方向的偏振分量，光束414被偏振光束偏移器12分为非寻常光415和寻常光416，光束415来自光束414中的y-z面内的偏振分量，光束416和426在通过偏振光束偏移器12后在空间上被合并，离开偏振光束偏移器12后随即进入光纤11成为主光束499，而光束415和425则在空间上偏离了主光束499，不能进入光纤11。
本实施例的相位共轭镜通过分离旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量，实现了偏振分量90度旋转角的输出，而与法拉第旋转器的波长和温度特性无关，由于使用了热扩束光纤11，扩大了光纤的模场直径，从而大大降低了两次非寻常光通过偏振光束偏移器12后的散光，大大改善了相位共轭镜的偏振相关损耗和消光比。
实施例二
在本发明实施例二中，所述偏振分光器包括双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，具体参见图5。
图5中的相位共轭镜包含一个光纤，一个双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，一个自聚焦透镜13，一个45度旋转角法拉第旋转器14，一个介质光学薄膜平面反射镜15。
参见图6所示，图5中的双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22依次由第一偏振光束偏移器3.3、45度角半波片3.4和第二偏振光束偏移器3.5组成，第一偏振光束偏移器3.3和第二偏振光束偏移器3.5厚度相同、第一偏振光束偏移器3.3的晶体光轴X3位于y-z坐标系平面内，方向沿一、三象限，第二偏振光束偏移器3.5的晶体光轴X4位于y-z坐标系平面内，方向沿二、四象限，X3和X4指向以介于其间的45度角半波片3.4的通光面成镜像对称，45度角半波片3.4的光轴位于x-y坐标系平面内，其指向与第一偏振光束偏移器3.3的光轴X3在通光面上的投影方向，即y轴方向，成45度夹角，波片的光轴方向可有两个方向，既可沿x-y坐标系的一、三象限，也可沿二、四象限。
会聚高斯光束自左向右传输，在第一偏振光束偏移器3.3的第一个界面处，光束被分为两束，其中寻常光o光不发生偏折，非寻常光e光被偏折而且被第一偏振光束偏移器3.3的晶体散光，穿过45度角半波片3.4后，第一偏振光束偏移器3.3的非寻常光e光被45度角半波片3.4变成为第二偏振光束偏移器3.5的寻常光o光，第一偏振光束偏移器3.3的寻常光o光则被45度角半波片3.4变成为第二偏振光束偏移器3.5的非寻常光e光而且被第二偏振光束偏移器3.5的晶体散光，最终，第一偏振光束偏移器3.3分出的两束光经历的总光程相同、焦点无错位、散光方向相同、散光的程度也相同。
3.1和3.2分别是两束光的光斑形状和位置示意，3.3为第一偏振光束偏移器，3.4为45度角半波片，3.5为第二偏振光束偏移器。
图5中光纤11的出射光束600，沿直角坐标系z轴传输，射到双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22上，离开时被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光寻常光611和非寻常光621，通过自聚焦透镜13后各自准直并相互汇聚，其后寻常光611和非寻常光621经由法拉第旋转器14后，振动面均旋转约45度，光束分别成为两束光612和622，并相交于平面反射镜15，光束612和622分别地成为反射光613和623，光路发生了相互交换，沿z轴负方向传输的反射光613和623第二次通过法拉第旋转器14，振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，光束成为614和624，通过自聚焦透镜13，入射到双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22后，光束624被双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22分为寻常光625和非寻常光626，光束614被双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22分为非寻常光615和寻常光616，光束616和626在通过双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22后在空间上被合并，随即进入光纤11成为主光束699，而光束615和625则在空间上偏离了主光束699，不能进入光纤11。
由于使用了双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，相位共轭镜光路的两束线偏振光寻常光611和非寻常光621的总光程相同、焦点无错位、散光方向相同、散光的程度也相同，完全实现了两束线偏振光寻常光611和非寻常光621的对称传输，通过光路对称的补偿作用，进一步降低了晶体对非寻常光e光的散光，大大改善了相位共轭镜的偏振相关损耗和消光比。
实施例三
在本发明实施例三中，所述光纤采用热扩束光纤，同时所述偏振分光器包括双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22。即本实施例中的光学相位共轭镜包括一个单热扩束光纤11，一个双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，一个自聚焦透镜13，一个45度旋转角法拉第旋转器14，一个介质光学薄膜平面反射镜15。
所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22同实施例二所述，本实施例不再赘述。
本实施例中，所述单热扩束光纤11是在1.55um波长时测量的、由原模场直径为6.3um的光纤通过加热扩束形成的模场直径为12um的热扩束光纤。
本实施例的相位共轭镜，充分考虑光纤出射的光是锥状发散光，经过偏振分光器后对非寻常光产生散光，导致消光比ER低、PDL大，通过采用热扩束光纤，减小光束发散角，降低散光程度，改善光学相位共轭镜的ER以及PDL性能指标；并且采用双偏振光束偏移器和45度角半波片组件使得光路对称，并利用对称光路的补偿作用，降低散光程度等技术手段，分离旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量，实现了90度旋转角偏振分量的输出，而与法拉第旋转器的波长和温度特性无关。
实施例四
在本发明实施例四中，所述光纤为热扩束光纤。所述偏振分光器包括一个偏振光束偏移器12。所述透镜为自聚焦透镜13。所述反射镜为介质光学薄膜平面反射镜15。
具体地，图7为本发明的实施例4的结构示意及光路图。参见图7，图7中所示的相位共轭镜包含一个单热扩束光纤11，一个偏振光束偏移器12，其光轴X1位于y-z坐标系平面内，一个45度旋转角法拉第旋转器14，一个自聚焦透镜13和一个介质光学薄膜平面反射镜15。
其中，偏振光束偏移器12的晶体光轴X1位于y-z坐标系平面内，方向为坐标系中的一、三象限。
当准直光束自左向右传输在晶体的第一个界面处，光束被分为两束，其中寻常光o光不发生偏折，非寻常光e光第一次被偏折，并在晶体的第二个界面处第二次被偏折，其后与寻常光o光相互平行传播，两束光之间的平移错位量为d。通过偏振光束偏移器的o光和e光的光斑依然是圆对称高斯光束。通过偏振光束偏移器的e光和o光的光斑形状如图3中的1.1和1.2所示。本领域技术人员应当知晓本实施例中图3的光束在实际情况下并非严格的准直光，而是会轻微发散或会聚光，此处假设为严格准直光情况仅为说明偏振光束偏移器对不同入射光产生的不同结果，以进行对比。
当会聚高斯光束自左向右传输，在晶体的第一个界面处，光束被分为两束，其中寻常光o光不发生偏折，非寻常光e光第一次被偏折，并在晶体的第二个界面处第二次被偏折。由于双折射晶体对偏振光束的偏折角大小与偏振光的电场矢量方向和晶体光轴之间的夹角有关，所以发散的高斯光束通过偏振光束偏移器后，其中的非寻常光e光会发生散光现象，非寻常光e光的光斑变为近似椭圆形状，经过偏振分光器的高斯光束的发散角越大，非寻常光e光的散光就越严重，近似椭圆光斑的长短轴差异就越大，寻常光o光仍是圆对称高斯光束。此种情况下非寻常光e光和寻常光o光的光斑形状如图4中的2.1和2.2所示。
参见图7，光纤11的出射光束500，沿直角坐标系z轴传输，入射到偏振光束偏移器12上被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光，非寻常光束511和寻常光束521，其后非寻常光束511和寻常光521束经由法拉第旋转器14，电场振动面均旋转约45度，光束分别成为光束512和光束522，通过自聚焦透镜13后，各自准直并相互汇聚，相交于平面反射镜15，光束512和522分别成为反射光束513和光束523，光路发生了相互交换，沿z轴负方向传输的反射光513和523第二次通过自聚焦透镜13后，第二次通过法拉第旋转器14，此时电场振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，光束成为514和524，入射到偏振光束偏移器12后，光束524被偏振光束偏移器12分为寻常光束525和非寻常光束526，光束525来自光束524中的x轴方向的偏振分量，光束514被偏振光束偏移器12分为非寻常光515和寻常光516，光束515来自光束514中的y-z面内的偏振分量，光束516和526在通过偏振光束偏移器12后在空间上被合并，离开偏振光束偏移器12后随即进入光纤11成为主光束599，而光束515和525则在空间上偏离了主光束599，不能进入光纤11。
本实施例的相位共轭镜通过分离旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量，实现了偏振分量90度旋转角的输出，而与法拉第旋转器的波长和温度特性无关。同时由于使用了热扩束光纤11，扩大了光纤的模场直径，从而大大降低了两次非寻常光通过偏振光束偏移器12后的散光，大大改善了相位共轭镜的偏振相关损耗和消光比。
实施例五
图8为本发明的实施例5的结构示意及光路图。在本发明实施例五中，所述偏振分光器为双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22。
如图8所示，作为一种可实施方式，图8中的相位共轭镜包含一个光纤11，一个双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，一个45度旋转角法拉第旋转器14，一个自聚焦透镜13，一个介质光学薄膜平面反射镜15。
其中，图8中的双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22依次由第一偏振光束偏移器、45度角半波片和第二偏振光束偏移器组成，第一偏振光束偏移器和第二偏振光束偏移器厚度相同、第一偏振光束偏移器的晶体光轴X3位于y-z坐标系平面内，方向沿一、三象限；第二偏振光束偏移器的晶体光轴X4位于y-z坐标系平面内，方向沿二、四象限。X3和X4指向以介于其间的45度角半波片的通光面成镜像对称。45度角半波片的光轴位于x-y坐标系平面内，其指向与第一偏振光束偏移器的光轴X3在通光面上的投影方向，即y轴方向，成45度夹角，波片的光轴方向可有两个方向，既可沿x-y坐标系的一、三象限，也可沿二、四象限。
当会聚高斯光束自左向右传输时，在第一偏振光束偏移器的第一个界面处，光束被分为两束，其中寻常光o光不发生偏折，非寻常光e光被偏折而且被第一偏振光束偏移器的晶体散光，穿过45度角半波片后，第一偏振光束偏移器的非寻常光e光被45度角半波片变成为第二偏振光束偏移器的寻常光o光，第一偏振光束偏移器的寻常光o光则被45度角半波片变成为第二偏振光束偏移器的非寻常光e光而且被第二偏振光束偏移器的晶体散光，最终，第一偏振光束偏移器分出的两束光经历的总光程相同、焦点无错位、散光方向相同、散光的程度也相同。两束光的光斑形状和位置如图6中的3.1和3.2所示。
参见图8，光纤11的出射光束700，沿直角坐标系z轴传输，入射到双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22上，离开时被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光寻常光711和非寻常光721，寻常光711和非寻常光721经由法拉第旋转器14后，振动面均旋转约45度，光束分别成为两束光712和722，通过自聚焦透镜13后各自准直并相互汇聚，其后相交于平面反射镜15，光束712和722分别地成为反射光713和723，光路发生了相互交换，沿z轴负方向传输的反射光713和723第二次通过自聚焦透镜13后，第二次通过法拉第旋转器14，振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，光束成为714和724，入射到双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22后，光束724被双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22分为寻常光725和非寻常光726，光束714被双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22分为非寻常光715和寻常光716，光束716和726在通过双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22后在空间上被合并，随即进入光纤11成为主光束799，而光束715和725则在空间上偏离了主光束799，不能进入光纤11。
本实施例中，由于使用了双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，相位共轭镜光路的两束线偏振光寻常光711和非寻常光721的总光程相同、焦点无错位、散光方向相同、散光的程度也相同，完全实现了两束线偏振光寻常光711和非寻常光721的对称传输，通过光路对称的补偿作用，进一步降低了晶体对非寻常光e光的散光，大大改善了相位共轭镜的偏振相关损耗和消光比。
实施例六
在本发明实施例六中，所述光纤采用热扩束光纤，同时所述偏振分光器包括双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22。即本实施例中的光学相位共轭镜包括一个单热扩束光纤11，一个双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22，一个45度旋转角法拉第旋转器14，一个自聚焦透镜13，和一个介质光学薄膜平面反射镜15。
所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件22同实施例五所述，本实施例不再赘述。
本实施例六中，所述单热扩束光纤11是在1.55um波长时测量的、由原模场直径为6.3um的光纤通过加热扩束形成的模场直径为12um的热扩束光纤。
本实施例的相位共轭镜，充分考虑光纤出射的光是锥状发散光，经过偏振分光器后对非寻常光产生散光，导致消光比ER低、PDL大，通过采用热扩束光纤，减小光束发散角，降低散光程度，改善光学相位共轭镜的ER以及PDL性能指标；并且采用双偏振光束偏移器和45度角半波片组件使得光路对称，并利用对称光路的补偿作用，降低散光程度等技术手段，分离旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量，实现了90度旋转角偏振分量的输出，而与法拉第旋转器的波长和温度特性无关。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种光学相位共轭镜装置，其特征在于，包括光纤、偏振分光器、透镜、法拉第旋转器和反射镜；
从所述光纤出射的高斯发散光束依次经过所述偏振分光器、所述透镜、所述法拉第旋转器、反射镜，经所述反射镜反射后再经所述法拉第旋转器、所述透镜、所述偏振分光器，返回至所述光纤；
经所述偏振分光器分出的两束光，经过所述透镜的偏折交汇和所述反射镜反射后，沿对方的路径反向传输，再次经过所述法拉第旋转器，之后反向进入所述偏振分光器后两束光在空间上重新合并，进入所述光纤；在空间上拉大两束光中的旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量光的传输角度和距离；
或者从所述光纤出射的高斯发散光束依次经过所述偏振分光器、所述法拉第旋转器、所述透镜、所述反射镜，经所述反射镜反射后再经所述透镜、所述法拉第旋转器、所述偏振分光器，返回至所述光纤；
经所述偏振分光器分出的两束光，依次经过所述法拉第旋转器旋转、所述透镜的偏折交汇和所述反射镜反射后，沿对方的路径反向传输，再次经过所述透镜和所述法拉第旋转器，之后反向进入所述偏振分光器后，两束光在空间上重新合并，进入所述光纤；在空间上拉大两束光中的旋转角偏离90度而产生的沿旋转角度色散方向的偏振分量光的传输角度和距离。
2.根据权利要求1所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述光纤，为经热扩束后形成的模场直径达到预设值的热扩束光纤。
3.如权利要求2所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述光纤是在1.55um波长时测量的、由原模场直径为2um-11um的光纤通过加热扩束形成的热扩束光纤，所述热扩束光纤的基模的模场直径是未热扩束前的光纤的模场直径的1-4倍。
4.如权利要求3所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述光纤是在1.55um波长时测量的、由原模场直径为6.3um的光纤通过加热扩束形成的模场直径为12um的热扩束光纤。
5.如权利要求1-4中任一项所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述偏振分光器包括偏振光束偏移器，基于空间x-y-z坐标系，所述偏振光束偏移器的光轴位于y-z坐标系平面内。
6.根据权利要求5所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，射到所述偏振光束偏移器上被分为偏振方向相互垂直的第一非寻常光束和第一寻常光束，通过所述透镜后各自准直并相互汇聚，其后所述第一非寻常光束和第一寻常光束经由所述法拉第旋转器，电场振动面均旋转约45度，分别成为第一a光束和第二a光束，并相交于所述反射镜，所述第一a光束和所述第二a光束经所述反射镜反射、光路发生了相互交换分别成为第一b光束和第二b光束，沿z轴负方向传输的所述第一b光束和所述第二b光束第二次通过所述法拉第旋转器，电场振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，分别成为第一c光束和第二c光束后通过所述透镜入射到所述偏振光束偏移器，所述第二c光束被所述偏振光束偏移器分为第二c寻常光束和第二c非寻常光束，所述第二c寻常光束来自所述第二c光束中的x轴方向的偏振分量，所述第一c光束被所述偏振光束偏移器分为第一c非寻常光束和第一c寻常光束，所述第一c非寻常光束来自所述第一c光束中的y-z面内的偏振分量，所述第一c寻常光束和第二c非寻常光束在通过所述偏振光束偏移器后在空间上被合并，离开所述偏振光束偏移器后随即进入所述光纤成为主光束，而第一c非寻常光束和第二c寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤；
或者，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，入射到所述偏振光束偏移器上被分为偏振方向相互垂直的第一非寻常光束和第一寻常光束，所述第一非寻常光束和第一寻常光束经由所述法拉第旋转器，电场振动面均旋转约45度，分别成为第一a’光束和第二a’光束；所述第一a’光束和所述第二a’光束通过所述透镜后各自准直并相互汇聚，其后相交于所述反射镜；所述第一a’光束和所述第二a’光束经所述反射镜反射、光路发生了相互交换分别成为第一b’光束和第二b’光束，沿z轴负方向传输的所述第一b’光束和所述第二b’光束通过所述透镜后，第二次通过所述法拉第旋转器，电场振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，分别成为第一c’光束和第二c’光束后再进入所述偏振光束偏移器，所述第二c’光束被所述偏振光束偏移器分为第二c’寻常光束和第二c’非寻常光束，所述第二c’寻常光束来自所述第二c’光束中的x轴方向的偏振分量，所述第一c’光束被所述偏振光束偏移器分为第一c’非寻常光束和第一c’寻常光束，所述第一c’非寻常光束来自所述第一c’光束中的y-z面内的偏振分量，所述第一c’寻常光束和第二c’非寻常光束在通过所述偏振光束偏移器后在空间上被合并，离开所述偏振光束偏移器后随即进入所述光纤成为主光束，而第一c’非寻常光束和第二c’寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤。
7.如权利要求1-4任一项所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述偏振分光器包括双偏振光束偏移器和45度角半波片组件；所述双偏振光束偏移器包括第一偏振光束偏移器和第二偏振光束偏移器，所述45度角半波片置于所述第一偏振光束偏移器和所述第二偏振光束偏移器之间。
8.根据权利要求7所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述第一偏振光束偏移器、第二偏振光束偏移器和所述45度角半波片的六个通光面全部相互平行，所述第一偏振光束偏移器和第二偏振光束偏移器的厚度相同、光轴指向以45度角半波片的通光面互为镜像对称；
所述45度角半波片的光轴指向与所述第一偏振光束偏移器的光轴指向在通光面上的投影成正45度夹角或者负45度夹角。
9.如权利要求8所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件上，离开时被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光第三寻常光束和第三非寻常光，通过所述透镜后各自准直并相互汇聚，其后所述第三寻常光束和所述第三非寻常光经由所述法拉第旋转器后，振动面均旋转约45度，分别成为第三a光束和第四a光束，并相交于平面反射镜被反射后光路发生了相互交换，分别成为反射光第三b光束和第四b光束，沿z轴负方向传输的反射光第三b光束和第四b光束第二次通过所述法拉第旋转器，振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，成为第三c光束和第四c光束，通过所述透镜，入射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件，通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后，所述第四c光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第四c寻常光束和第四c非寻常光束，所述第三c光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第三c非寻常光束和第三c寻常光束，所述第三c寻常光束和第四c非寻常光束在通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后在空间上被合并，之后进入所述光纤成为主光束，而所述第三c非寻常光束和所述第四c寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤；
或者，所述光纤的出射光束，沿直角坐标系z轴传输，入射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件上，离开时被分为偏振方向相互垂直的两束线偏振光第三寻常光束和第三非寻常光，所述第三寻常光束和所述第三非寻常光经由所述法拉第旋转器后，振动面均旋转约45度，分别成为第三a’光束和第四a’光束，所述第三a’光束和所述第四a’光束通过所述透镜后各自准直并相互汇聚，其后相交于平面反射镜，被所述平面反射镜反射后光路发生了相互交换，分别成为反射光第三b’光束和第四b’光束，沿z轴负方向传输的反射光第三b’光束和第四b’光束通过所述透镜后，第二次通过所述法拉第旋转器，振动面也再次同向旋转约45度，累积旋转约90度，成为第三c’光束和第四c’光束，入射到所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件，通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后，所述第四c’光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第四c’寻常光束和第四c’非寻常光束，所述第三c’光束被所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件分为第三c’非寻常光束和第三c’寻常光束，所述第三c’寻常光束和所述第四c’非寻常光束在通过所述双偏振光束偏移器和45度角半波片组件后在空间上被合并，之后进入所述光纤成为主光束，而所述第三c’非寻常光束和所述第四c’寻常光束则在空间上偏离了主光束，未能进入所述光纤。
10.如权利要求1-4任一项所述的光学相位共轭镜装置，其特征在于，所述偏振分光器包括但不限于沃拉斯顿棱镜偏振器、洛匈棱镜、尼科尔棱镜、双折射楔角片、塞拿蒙棱镜或诺马斯基棱镜中的一种；
所述偏振分光器的双折射晶体材料为正单轴晶体，包括但不限于矾酸钇YVO4、金红石Rutile、石英Quartz；或者是负单轴晶体，包括但不限于铌酸锂LiNbO3、方解石CaCO3。
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