CN1154025A - 高效极化分集接收机系统 - Google Patents

Abstract

一种极化分集接收机系统，用于从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差光输出信号，包括依次排列的第一和第二极化光束分离器，和三个光检测器，每个光检测器接收一个外差光信号。极化分集接收机跟踪这三个信号中最大的信号，并仅将该最大信号用于后续信号处理。该最大信号有一个最小值，该最小值取决于所输入的其拍音是该外差信号的两个光场的极化。因此，目的是使三个外差信号中最大信号的最小值最大。

Description

高效极化分集接收机系统

本申请根据U.S.C.第35条第119(e)款要求1995年12月11提交的临时申请序列号为No.60/008,496的专利申请的优先权(benefit)

本发明涉及光信号接收机领域。特别是，本发明涉及在光纤系统中使极化(polarization)信号衰落减小或减至最小的光信号接收机。

在用于从光纤接收光信号的系统中的主要问题是由于经光纤传输的光信号的极化变化所引起的信号衰减。具体地说，如果所感兴趣的两个信号的极化相交，经光纤传输线传播的两个或多个光信号的相位信息可能会在接收机丢失，导致没有检测器拍音。因此，在检测前需要提供一些用于处理该信号的机构，在所有极化偏移的情况下为信号处理提供一个适宜的较大检测器拍音。

在转让给本发明受让人的美国专利No.5,448,058中公开了论述上述问题的一种机构。该专利公开了一种包括由一个极化器阵列在前的光检测器元件阵列的装置，该极化器阵列包括多个极化器，极化器具有以所选择的角度为间隔的极化轴，以使入射到极化器阵列上的每个光信号至少沿极化轴之一具有一个极化分量。排列光检测器元件以便每个光检测器元件从所选择的极化器之一接收光。至少一个光检测器元件接收来自光信号的平行极化分量，以产生表示光信号之间干扰的电信号。

上述装置具有大约4.8dB至9.0dB的理论介入损耗。实际上，相邻光检测器之间对间隔的需求导致＂盲区＂，产生大约7dB至10dB的测量介入损耗。此外，要求光纤、极化器、和光检测器相对准确地对准。该特性使整个装置对振动和机械冲击敏感。

因此，需要一种通过显著地减小介入损耗，以及通过增强机械稳定性和抵制由振动和机械冲击造成的偏差使极化信号衰减最小的光信号检测装置。还需要能够最大可能地以标准化的光学元件实际实施的装置。

一般来说，本发明是一种高效极化分集接收机系统，用于从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差(heterodyne)光输出信号。本发明的每个优选实施例包括依次排列的第一和第二极化光束分离器，和三个光检测器，每个光检测器接收一个外差光信号。根据本发明的极化分集接收机跟踪这三个信号中最大的信号，并仅将该最大信号用于后续信号处理。该最大信号有一个最小值，该最小值取决于所输入的其拍音是该外差信号的两个光场的极化。因此，目的是使三个外差信号中最大信号的最小值最大。

在本发明的优选实施例中，第一极化光束分离器将入射光束理想地分解成包括接近100％的p-极化分量和接近33％的s-极化分量的透射光束部分，和包括接近0％的p-极化分量和接近67％的s-极化分量的反射光束部分。反射光束部分作为第一外差光输出信号从第一极化光束分离器出射，并照射在第一光检测器上。

透射光束部分从第一光束分离器出射，然后在其通过第二极化光束分离器之前和期间，其极化本征态绕其传播轴进行有效的45°旋转。第二光束分离器将经旋转的透射光束部分分解成第二和第三外差光输出信号，分别照射在第二和第三光检测器上。

在第一优选实施例中，第二极化光束分离器包括一个光学地耦合到第一光束分离器的单轴晶片，以便从其接收透射光束部分。该晶片为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转，并将经旋转的透射光束部分分解成透射过该晶片具有第一线性极化的普通射线，和透射过该晶片具有与第一线性极化正交的第二线性极化的非常射线。普通射线出射该晶片作为第二外差光输出信号，非常射线出射该晶片作为第三外差光输出信号。

在第二优选实施例中，透射光束部分进入光学地耦合到第一极化光束分离器的半波阻尼片。阻尼片为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转。然后，经旋转的透射光束部分进入光学地耦合到该阻尼片的第二极化光束分离器，第二极化光束分离器将经旋转的透射光束部分分解成接近100％p-极化的第二透射光束部分，和接近100％s-极化的第二反射光束部分。第二透射光束部分从第二光束分离器出射作为第二外差光信号，第二反射光束部分从第二光束分离器出射作为第三外差光输出信号。

在第三优选实施例中，透射光束部分从第一极化光束分离器直接通过直接光学地耦合到第一极化光束分离器的第二极化光束分离器。第二光束分离器被相对于透射光束部分的传播轴定向，以便为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转。第二极化光束分离器将经旋转的透射光束部分分解成接近100％p-极化的第二透射光束部分，和接近100％s-极化第二反射光束部分。第二透射光束部分从第二光束分离器出射作为第二外差光信号，第二反射光束部分从第二光束分离器出射作为第三外差光输出信号。

根据本发明构成的极化分集接收机系统能够起到使介入损耗小于6db，和甚至为1db或更低的作用。此外，该接收机不取决于其光学元件的准确对准，从而使其对机械冲击相对不敏感。

图1是根据本发明第一优选实施例的极化分集接收机系统的示意图；

图2是在图1实施例中用作光束分离器的晶体方解石块的透视图；

图3是图2的方解石块一面的正视图，示出光轴相对于该面的定向；

图4是根据本发明第二优选实施例的极化分集接收机系统的示意图；

图5是在图4实施例中用作光半波阻尼片的晶体石英片的透视图；

图6是图5的晶体石英片一面的正视图，示出光轴相对于该面的定向；

图7是根据本发明第三优选实施例的极化分集接收机系统的示意图；

图8是沿图7的8-8线的正视图。

图1表示根据本发明第一优选实施例的高效极化分集接收机系统10。接收机系统10从单模光纤12接收光信号，单模光纤从适当的光源(未示出)，可以是激光，传输光信号(可见或红外光)。将光纤12以本领域熟知的方式刚性地支撑在结构支撑管或箍14中。从光纤12的基端发出光信号作为光束，并在通过光学缝隙18后进入聚焦透镜16。透镜16最好是由设在NJ，Somerset的NSG美国公司供应的以＂SELFOC＂作为商标的那种类型的分级指数(graded index)(＂GRIN＂)透镜，或等同物。透镜16以下面描述的方式聚焦光束。缝隙18可以是可透过所使用的光波长的任何物质，包括空气。缝隙18最好是可调的，以确保光束以适宜的发散量进入透镜16从而达到所要求的透镜焦距。

透镜16机械地和光学地耦合到第一极化光束分离器20。第一光束分离器20包括第一或输入棱镜22(耦合到透镜16)，和第二或输出棱镜24，沿一个镀膜光分界面26耦合到输入棱镜22。棱镜22、24是可在市场上买到的光学性能玻璃，最好是设在德国Mainz的Schott Glasswerke销售的标记为＂BK7＂的那种类型，或等同物。

棱镜22、24最好是直角棱镜，它们之间的光分界面26相对于从透镜16进入第一光束分离器20的入射光束I形成45°的α角。光学地镀膜分界面26，以使入射光束1分成相互分开90°带有不同p-极化和s-极化比例的两束光信号。对于该实施例，分界面26处的镀膜用来实现接近理想的100％透射信号的p-极化分量，和接近理想的0％反射p-极化分量。对于s-极化分量，希望实现近似理想的33％的透射，和近似理想的67％的反射。因此，透射过分界面26的光信号的T部分将包括近似100％的其p-极化分量，和近似33％的其s-极化分量。在分界面26反射的光信号的R部分将几乎不包括其p-极化分量，而近似包括其67％的s-极化分量。

为使入射光束的透射和反射部分实现上述极化特性所需的具体镀膜取决于入射光束的波长。例如，如果采用1320nm的额定波长，该镀膜应该是所谓的＂四分之一波长叠层＂，包括三层氮化硅，每层约221nm厚，其间由两层二氧化硅交替隔开，每层约330nm厚。这些物质和尺寸将不能达到如上所述理想的透射和反射比，但它们将达到足够地接近近似以产生有用的结果。完全可以认为在相关领域普通技术人员的专业知识内可提供适合于可能感兴趣的其它波长的具体镀膜混合物和厚度。

入射光束I的反射部分R与透射部分成直角穿过输入棱镜22进入第一光检测器28。透射部分T通过输出棱镜24进入机械地和光学地耦合到输出棱镜24以便接收从其通过的透射光束部分T的单轴方解石晶片30。方解石晶片30起到第二极化光束分离器的作用。如图2和3所示，方解石晶片30具有一个出射面A、一个与出射面A平行的入射面B、和一个侧面C。方解石晶片30有一个与出射面A的平面成45°角的光轴32。如图3所示，从出射面A的角度观察，光轴32作为跨越出射面A的对角线与侧面C成45°角延伸。方解石晶片30的光轴32的该定向为透射光束部分T的极化本征态提供围绕着处在两个光束分离器20、30之间的其传播轴的有效的45°旋转。

方解石晶片30传播透射光束部分T的一个线性极化作为普通射线，正交极化作为非常射线，与普通射线大约成6°角。普通射线出射方解石晶片30作为进入第二光检测器34的第一透射光束部分T₁，而非常射线出射方解石晶片30作为进入第三光检测器36的第二透射光束部分T₂。

选择所有光学元件(即棱镜22、24和方解石晶片30)的光学尺寸，以便为反射光束部分R产生与透射光束部分T₁和T₂的光行程近似相等的光行程。针对所选的光信号的波长正确地选择GRIN透镜16和光学缝隙18的宽度以使聚焦和放大的光束图象照射在每个检测器28、34、36上。例如，对于1320nm的额定光束波长，直径约为1.0mm的四分之一节距GRIN透镜16与光纤14的该端相隔宽度约为0.3mm的缝隙18。

图4说明根据本发明第二优选实施例的高效极化分集接收机系统40。在该实施例中，从单模光纤(未示出)接收光信号的准直GRIN透镜41光学和机械地耦合第一极化光束分离器42的输入面，在第一极化光束分离器42中修正准直入射光束I。如上所述，第一光束分离器42包括被镀膜的第一光分界面44，以实现接近理想的100％透射该信号的p-极化分量，和接近理想的0％反射p-极化分量。对于s-极化分量，希望达到近似理想的33％的透射，和近似理想的67％的反射。因此，透射过第一分界面44的光信号的T部分将包括近似100％的其p-极化分量，和近似33％的其s-极化分量。在第一分界面44反射的光信号的R部分将几乎不包括其p-极化分量，而近似包括其67％的s-极化分量。

入射光信号光束I的反射部分R与该光束的透射部分T成直角离开第一光束分离器42，穿过第一聚焦透镜46进入第一光检测器48。入射光信号光束I的透射部分T穿过第一光束分离器42进入机械和光学地耦合到第一光束分离器42输出面的石英半波阻尼(retarder)片50。

阻尼片50使透射光束部分T的本征态绕其传播轴旋转45°。如图5和6中所说明的，阻尼片50具有一个磨光的出射面A′、一个与出射面A′平行的磨光入射面B′、和一个侧面C′。为实现上述45°的光束旋转，阻尼片50在相对于侧面C′成22°30′角的平面中包含光轴52。此外，为实现所要求的半波阻尼，必须针对入射光束I的波长正确地选择光轴52相对于出射面A′的定向和阻尼片50的厚度(在传播轴方向测量的)。因此，例如，当入射光束I具有1320nm的额定波长时，光轴52相对于出射面A′的垂线成13°4′角定向，阻尼片50的厚度约为1.5mm。

再次参考图4，当透射光束部分T从阻尼片50出射时进入光学和机械地耦合到阻尼片50的出射面A′的第二极化光束分离器。第二极化光束分离器54是可在市场买到的具有被镀膜的第二光分界面56的产品，以便接近100％透射光信号的p-极化分量和接近0％反射s-极化分量，并接近100％反射s-极化分量和接近0％反射p-极化分量。透射的p-极化分量T_P沿原始传播轴出射第二光束分离器54，并在通过第二聚焦透镜58之后照射在第二光检测器60上。反射的s-极化分量R_S与原始传播轴成直角出射第二光束分离器54，并在通过第三聚焦透镜62之后照射在第三光检测器64上。

图7和8说明根据本发明第三实施例的高效极化分集接收机70。在该实施例中，从单模光纤(未示出)接收光信号的准直GRIN透镜72光学和机械地耦合第一极化光束分离器74的输入面，在第一极化光束分离器74中修正准直入射光束I。该第一光束分离器74的光学特性基本与上述第二实施例的第一光束分离器42的相同。因此，如上所述，第三实施例的第一光束分离器74带有被镀膜的第一光分界面76，以实现接近理想的100％透射该信号的p-极化分量，和接近理想的0％反射p-极化分量。对于s-极化分量，希望实现近似理想的33％透射，和近似理想的67％反射。因此，透射过第一分界面76的光信号的部分T包括近似100％的其P-极化分量，和近似33％的其s-极化分量。在第一分界面76反射的光信号的R部分将几乎不包括其p-极化分量，而包括近似67％的其s-极化分量。

入射光信号光束I的反射部分R与该光束的透射部分T成直角离开第一光束分离器74，穿过第一聚焦透镜78进入第一光检测器80。入射光信号光束I的透射部分T穿过第一光束分离器74进入光学和机械地耦合到第一光束分离器74输出面的第二极化光束分离器。第三实施例的第二光束分离器82与上述第二实施例的第二光束分离器54的光学性质基本相同，除在第三实施例中第二光束分离器82绕入射光束透射部分T的传播轴物理地旋转45°之外。因此，第二极化光束分离器82具有被镀膜的第二光分界面84，以便接近100％透射光信号的p-极化分量和接近0％透射s-极化分量，并接近100％反射s-极化分量和接近0％反射p-极化分量。透射的p-极化分量T_P沿原始传播轴出射第二光束分离器82，并在通过第二聚焦透镜86之后照射在第二光检测器88上。反射的s-极化分量R_S与原始传播轴成直角出射第二光束分离器82，并在通过第三聚焦透镜90之后照射在第三光检测器92上。

第三实施例的极化分集接收机系统70与第二实施例系统40的区别主要在于：第三实施例的系统70不需要位于两个光束分离器74、82之间的阻尼片50。另一方面，它要求第二光束分离器82相对于第一光束分离器54的物理旋转，以使出射的反射光束部分R和R_S不共面，如图8所示。因此，第一聚焦透镜78和第一光检测器80位于与第三聚焦透镜90和第三光检测器92所在平面不同的平面中。因此，第二实施例的系统40在元件数量方面比第三实施例的系统70略微复杂，但由于第二实施例的系统40的聚焦透镜和光检测器可全部制作在位于一个平面中，因此可适合更紧凑地装配。该优点在第一实施例的系统10也可实现。

可以看出，除第一光束分离器外基本上可使用标准光学元件实施上述所有实施例，第一光束分离器需要一种特定的镀膜，虽然相关领域中普通专业人员完全可以选择和应用一种镀膜。

本发明所有实施例的操作基本相同。尽管如此，由于如果采用相同名称更便于概括操作描述，为此，上文针对第二和第三实施例中的光束元件采用了相同名称。因此，为了下面操作描述的目的，就其功能而言，假设存在第一和第二光束分离器，其中的第二极化光束分离器使透射光束部分的极化本征态绕其传播轴旋转45°，并且反射和透射光束部分从光束分离器出射后正确地聚焦在其相应的光束分离器上。

假设入射光束I包括光场A和B，每个光场包括一个p-极化分量和一个s-极化分量。对于每个光场，第一光束分离器产生包括近似100％p-极化分量和近似33％s-极化分量的第一透射光束部分T，并产生包括近似67％s-极化分量的第一反射光束部分R。由第一光检测器检测该第一反射光束部分R。

具有上述相对于第一光束分离器旋转45°的极化本征态的第二光束分离器等分分解从第一光束分离器接收的p-极化和s-极化分量。因此，对于接近100％透射的p-极化分量和接近100％反射的s-极化分量，如上所述，第二光检测器接收接近100％p-极化的第二透射光束部分T_P，第三光检测器接收接近100％s-极化的第二反射光束部分R_S。两个光束分离器的这种排列以及入射光束根据其极化分量的相应分布的结果是使三个光检测器信号中最大信号可能的最小幅度最大。然后跟踪该信号并供后续信号处理使用(把其它信号排除在外)。此外，作为光束分离器的上述排列结果和其极化特征，对于每个外差信号存在一个取决于两个场A和B的输入极化的最小值，其拍音是三个外差信号中最大信号的外差信号，该最小值将被最大化。

此外，与其中由极化器吸收入射光束的一部分，另一部分入射到内部检测器隔板上的上述美国专利No.5,448,058中描述的装置相比，总共三个光检测器接收入射光束I中的所有光信号。

结果是，上述发明产生大约3dB的信号损耗，低于美国专利No.5,448,058中描述的装置所遇到的信号损耗，并且该改进已由实验证实。从而易于达到6db或更低的介入损耗，由此认为可达到1db或更小的损耗。

另外，将所检测的光束部分聚焦在相应光检测器上的规定允许使用比上面考虑的同类申请中更小区域的光检测器。这种小尺寸使检测器产生一个更低的电容，导致较低的电压噪声，从而与现有装置相比检测信号中的信噪比有所改进。

另外，本发明不取决于其光学元件的准确对准，因而对机械冲击和振动相对不敏感。

虽然上面已结合从光纤接收的光束并且然后准直(例如由GRIN透镜)(在第二和第三实施例中)描述了本发明，很容易理解，任何实施例可从激光束接收光信号而不需要光纤，并且在入射光束进入第一光束分离器前可在任何点和通过任何适当的设备实现光束的准直(第二和第三实施例)。

虽然上文已描述了本发明的几个优选实施例，可以理解，可将许多变化和改进本身建议给相关领域的技术人员。应认为这些变化和改进在下面的权利要求中定义的本发明的精神和范围内。

Claims (39)

1.一种极化分集接收机系统，用于从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差光输出信号，该系统包括：

一个配置用于接收该入射光束的第一光学元件，将入射光束分解成包括近似100％p-极化分量和近似33％s-极化分量的透射光束部分，和出射第一光学元件作为包括近似0％p-极化分量和近似67％s-极化分量的第一外差光输出信号的反射光束部分；

一个配置用于接收第一外差光输出信号的第一光检测器；

一个配置用于接收来自第一光学元件的透射光束部分的第二光学元件，为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转，并将透射光束部分分解成第二和第三外差光输出信号；

一个配置用于接收第二外差光输出信号的第二光检测器；和

一个配置用于接收第三外差光输出信号的第三光检测器。

2.根据权利要求1所述的极化分集接收机系统，其中第一光学元件包括一个极化光束分离器，其中第二光学元件包括一个光学地耦合到该极化光束分离器的单轴晶片；其中第二外差光输出信号包括透射过该晶片带有第一线性极化的普通射线；第三外差光输出信号包括透射过该晶片带有与第一线性极化垂直的第二线性极化的非常射线。

3.根据权利要求2所述的极化分集接收机系统，其中非常射线与普通射线形成约6°的角度。

4.根据权利要求2所述的极化分集接收机系统，其中极化光束分离器包括沿光学界面机械和光学地相互耦合的第一和第二光棱镜。

5.根据权利要求4所述的极化分集接收机系统，其中光学界面与入射光束形成约45°的角度，并被镀膜包括氮化硅和二氧化硅层交替的光镀膜。

6.根据权利要求5所述的极化分集接收机系统，其中光镀膜包括三层氮化硅和两层二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的极化分集接收机系统，其中第一光学元件包括一个第一极化光束分离器，其中第二光学元件包括：

一个第二极化光束分离器；和

一个光学地耦合在第一和第二极化光束分离器之间的阻尼片。

8.根据权利要求7所述的极化分集接收机系统，其中透射光束部分是第一透射光束部分，其中反射光束部分是第一反射光束部分，其中第二极化光束分离器将第一透射光束部分分解成(a)接近100％p-极化并出射第二极化光束分离器作为第二外差光输出信号的第二透射光束部分，和(b)接近100％s-极化并出射第二极化光束分离器作为第三外差光输出信号的第二反射光束部分。

9.根据权利要求7所述的极化分集接收机系统，其中第一极化光束分离器包括沿光学界面机械和光学地相互耦合的第一和第二光棱镜。

10.根据权利要求9所述的极化分集接收机系统，其中光学界面与入射光束形成约45°的角度，并被镀膜包括氮化硅和二氧化硅层交替的光镀膜。

11.根据权利要求10所述的极化分集接收机系统，其中光镀膜包括三层氮化硅和两层二氧化硅。

12.根据权利要求1所述的极化分集接收机系统，其中第一光学元件包括一个第一极化光束分离器，其中第二光学元件包括一个绕透射光束部分的传播轴旋转约45°的第二极化光束分离器。

13.根据权利要求12所述的极化分集接收机系统，其中第一极化光束分离器包括沿光学界面机械和光学地相互耦合的第一和第二光棱镜。

14.根据权利要求13所述的极化分集接收机系统，其中光学界面与入射光束形成约45°的角度，并被镀膜包括氮化硅和二氧化硅层交替的光镀膜。

15.根据权利要求14所述的极化分集接收机系统，其中光镀膜包括三层氮化硅和两层二氧化硅。

16.一种极化分集接收机系统，用于从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差光输出信号，该系统包括：

一个配置用于接收该入射光束的极化光束分离器，将入射光束分解成包括近似100％p-极化分量和近似33％s-极化分量的透射光束部分，和出射第一光学元件作为包括近似0％p-极化分量和近似67％s-极化分量的第一外差光输出信号的反射光束部分；

一个配置用于接收第一外差光输出信号的第一光检测器；

一个光学地耦合到该光束分离器的单轴晶片，用于从该光束分离器接收透射光束部分，为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转，并将透射光束部分分解成第二和第三外差光输出信号；

其中第二外差光输出信号包括透射过该晶片带有第一线性极化的普通射线；第三外差光输出信号包括透射过该晶片带有与第一线性极化垂直的第二线性极化的非常射线；

一个配置用于接收第二外差光输出信号的第二光检测器；和

一个配置用于接收第三外差光输出信号的第三光检测器。

17.根据权利要求16所述的极化分集接收机系统，其中非常射线与普通射线形成约6°的角度。

18.根据权利要求16所述的极化分集接收机系统，其中极化光束分离器包括沿光学界面机械和光学地相互耦合的第一和第二光棱镜。

19.根据权利要求16所述的极化分集接收机系统，其中光学界面与入射光束形成约45°的角度，并被镀膜包括氮化硅和二氧化硅层交替的光镀膜。

20.根据权利要求19所述的极化分集接收机系统，其中光镀膜包括三层氮化硅和两层二氧化硅。

21.根据权利要求16所述的极化分集接收机系统，其中晶片具有一个出射面、一个与该出射面平行的入射面、和一个侧面，以及一个与出射面的平面约成45°角的光轴，其中当从出射面的角度观察时，光轴成对角线跨越出射面与侧面成45°角延伸。

22.根据权利要求16所述的极化分集接收机系统，其中选择光束分离器和晶片的光学尺寸，以使反射光束部分的光行程近似等于透射光束部分的光行程。

23.根据权利要求22所述的极化分集接收机系统，进一步包括：

一个光学地耦合到极化光束分离器的聚焦透镜，用于向其中引入入射光束，并选择焦距以使第一、第二、和第三输出信号中的每一个是经聚焦的放大光束图象，以便分别照射在第一、第二、和第三光检测器上。

24.一种极化分集接收机系统，用于从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差光输出信号，该系统包括：

一个配置用于接收该入射光束的第一极化光束分离器，将入射光束分解成包括近似100％p-极化分量和近似33％s-极化分量的第一透射光束部分，和出射第一极化光束分离器作为包括近似0％p-极化分量和近似67％s-极化分量的第一外差光输出信号的第一反射光束部分；

一个配置用于接收第一外差光输出信号的第一光检测器；

一个光学地耦合到该光束分离器的半波阻尼片，用于从第一极化光束分离器接收第一透射光束部分，为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转；

一个光学地耦合到该阻尼片的第二极化光束分离器，用于从该阻尼片接收经旋转的第一透射光束部分并将经旋转的第一透射光束部分分解成(a)接近100％p-极化并出射第二极化光束分离器作为第二外差光输出信号的第二透射光束部分，和(b)接近100％s-极化并出射第二极化光束分离器作为第三外差光输出信号的第二反射光束部分；

一个配置用于接收第二外差光输出信号的第二光检测器；和

一个配置用于接收第三外差光输出信号的第三光检测器。

25.根据权利要求24所述的极化分集接收机系统，其中第一极化光束分离器包括沿光学界面机械和光学地相互耦合的第一和第二光棱镜。

26.根据权利要求25所述的极化分集接收机系统，其中光学界面与入射光束形成约45°的角度，并被镀膜包括氮化硅和二氧化硅层交替的光镀膜。

27.根据权利要求26所述的极化分集接收机系统，其中光镀膜包括三层氮化硅和两层二氧化硅。

28.根据权利要求24所述的极化分集接收机系统，其中阻尼片具有一个出射面、一个入射面、一个侧面、和一个包含在相对于侧面约成22°30′角的平面中的光轴。

29.根据权利要求24所述的极化分集接收机系统，进一步包括：

一个光学地耦合到第一极化光束分离器的准直透镜，用于向其中引入入射光束作为基本准直的光束；和

分别聚焦第一、第二、和第三光输出信号以使其分别照射在第一、第二、和第三光检测器上的第一、第二、和第三聚焦透镜。

30.一种极化分集接收机系统，用于从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差光输出信号，该系统包括：

一个配置用于接收该入射光束的第一极化光束分离器，将入射光束分解成包括近似100％p-极化分量和近似33％s-极化分量的第一透射光束部分，和出射第一极化光束分离器作为包括近似0％p-极化分量和近似67％s-极化分量的第一外差光输出信号的第一反射光束部分；

一个配置用于接收第一外差光输出信号的第一光检测器；

一个光学地耦合到第一极化光束分离器的第二极化光束分离器，用于(a)从第一极化光束分离器接收第一透射光束部分，(b)为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转，和(c)将经旋转的第一透射光束部分分解成(i)接近100％p-极化并出射第二极化光束分离器作为第二外差光输出信号的第二透射光束部分，和(ii)接近100％s-极化并出射第二极化光束分离器作为第三外差光输出信号的第二反射光束部分；

一个配置用于接收第二外差光输出信号的第二光检测器；和

一个配置用于接收第三外差光输出信号的第三光检测器。

31.根据权利要求30所述的极化分集接收机系统，其中第二极化光束分离器绕透射光束部分的传播轴旋转约45°。

32.根据权利要求30所述的极化分集接收机系统，其中第一极化光束分离器包括沿光学界面机械和光学地相互耦合的第一和第二光棱镜。

33.根据权利要求32所述的极化分集接收机系统，其中光学界面与入射光束形成约45°的角度，并被镀膜包括氮化硅和二氧化硅层交替的光镀膜。

34.根据权利要求33所述的极化分集接收机系统，其中光镀膜包括三层氮化硅和两层二氧化硅。

35.根据权利要求24所述的极化分集接收机系统，进一步包括：

一个光学地耦合到第一极化光束分离器的准直透镜，用于向其中引入入射光束作为基本准直的光束；和

分别聚焦第一、第二、和第三光输出信号以使其分别照射在第一、第二、和第三光检测器上的第一、第二、和第三聚焦透镜。

36.一种从具有一个p-极化分量和一个s-极化分量的入射光束产生多个外差光输出信号的方法，该方法包括步骤：

(a)将入射光束分解成包括近似100％p-极化分量和近似33％s-极化分量的透射光束部分，和作为包括近似0％p-极化分量和近似67％s-极化分量的第一外差光输出信号传播的反射光束部分；

(b)为透射光束部分的极化本征态提供有效的45°旋转；和

(c)将经旋转的透射光束部分分解成第二和第三外差光输出信号。

37.根据权利要求36所述的方法，其中分解经旋转的透射光束部分的步骤包括步骤：

将经旋转的透射光束部分分解成作为带有第一线性极化的普通射线传播的第二外差光输出信号，和作为带有与第一线性极化垂直的第二线性极化的非常射线传播的第三外差光输出信号。

38.根据权利要求36所述的方法，其中分解经旋转的透射光束部分的步骤包括步骤：

将经旋转的透射光束部分分解成(a)作为第二透射光束部分传播的第二外差光输出信号，和(b)作为第二反射光束部分传播的第三外差光输出信号。

39.根据权利要求38所述的方法，其中第二透射光束部分被接近100％p-极化，其中第二反射光束部分被接近100％s-极化。

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