DE255953T1

DE255953T1 - Heterodynes michelsoninterferometer fuer polarisationsmessungen.

Info

Publication number: DE255953T1
Application number: DE198787111393T
Authority: DE
Inventors: Riccardo Pino Torinese Calvani (To); Renato Caponi; Francesco Torino Cisternino
Original assignee: CSELT Centro Studi e Laboratori Telecomunicazioni SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1989-03-30
Also published as: US4832492A; IT1195127B; EP0255953A2; EP0255953A3; CA1308938C; JPS6344136A; DE3776026D1; IT8667643A0; EP0255953B1; JPH0245138B2

Claims

Patentansprüche

1. Michelson-Überlagerungsinterferometer zum Messen des Polarisationszustands einer einen transparenten oder reflektierenden Körper verlassenden Strahlung, mit:

- einer Quelle (1) eines monochromatischen Lichtstrahls;

- einem Lichtstrahlspalter und -rekombinierer (8; 21), der einen von der Quelle (1) kommenden Lichtstrahl (5) empfängt, ihn in zwei Teilstrahlen (5a, 5b; 5d, 5e) spaltet, diese Teilstrahlen (5a; 5b; 5d, 5e) entlang zwei Zweigen des Interferometers sendet, die an jeweiligen Spiegeln (9, 10; 23, 25) enden, welche rechtwinklig zur Fortschreitung srichtung der Teilstrahlen angeordnet sind, und der die von diesen Spiegeln (9, 10; 23» 25) reflektierten Teilstrahlen empfängt und zu einem einzigen Strahl rekombiniert;

- einer in einen der beiden Zweige eingesetzten Einrichtung (13; 2&Lgr;), die dem entlang diesem Zweig gesendeten Teilstrahl einen gegebenen linearen Polarisationszustand erteilt, um so einen Bezugsstrahl zu erhalten;

- einer Einrichtung (11, 21) zur Frequenzverschiebung des anderen Teilstrahls, der den festzustellenden Polarisationszustand aufweist; und

- einer Einrichtung (15, 16, 17, 18, 19, 20) zur Polarisationsanalyse des rekombinierten Strahls (14; 27), zum Erzeugen elektrischer Signale, die die Schweb ung zwischen den gleich polari-

sierten Komponenten des rekombinierten Strahls wiedergeben, und zum Ermitteln des Polarisationszustands aus den Stärken und der relativen Phase dieser elektrischen Signale;

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Frequenzverschiebung eine akusto-optische Vorrichtung (11, 21) umfaßt, die von einem Radiofrequenzsignal getrieben wird und die einen Strahl (5) mit dem zu bestimmenden Polarisationszustand empfängt, einen ersten Strahl abgibt, der die selbe Frequenz wie der empfangene Strahl hat, sowie einen zweiten Strahl abgibt, dessen Frequenz von dem des empfangenen Strahls um einen Wert gleich der Frequenz des treibenden Signals unterschiedlich ist, und wenigstens den zweiten Strahl zu einem der Spiegel (9, 23) sendet, und die außerdem so angeordnet ist, daß sie vom reflektierten Strahl erneut durchsetzt wird und folglich einen dritten und einen vierten Strahl abgibt, von denen wenigstens einer eine Frequenz hat, die von der des empfangenen Strahls unterschiedlich ist, und mit dem Bezugsstrahl kombiniert wird.

2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akusto-optische Vorrichtung (11) entlang dem Weg des zweiten Teilstrahls (5a), der vom Strahlspalter (8) ausgeht, eingesetzt und so angeordnet ist, daß sie den zweiten Teilstrahl mit dem Bezugsstrahl rekombiniert, nachdem der zweite Teilstrahl einer Frequenzverschiebung gleich dem Zweifachen der Frequenz des Signals, das die akusto-optische Vorrichtung (11) treibt, unterworfen worden ist.

3. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akusto-optische Vorrichtung (21) entlang dem Weg des von der Quelle (1) emittierten Strahls (5) eingesetzt ist und den Strahlspalter und Rekombinierer bildet, und daß der erste und der zweite Strahl (5d, 5e), die von der akusto-optischen Vorrichtung (21) abgegeben werden, den ersten und den zweiten Teilstrahl bilden.

&Lgr;. Interferometer nach Anspruch 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die akusto-optische Vorrichtung (21) so montiert ist, daß der von der Quelle (1) kommende Strahl (5) auf sie im Bragg'schen Winkel zu

ihrer optischen Längsachse auftrifft, und diese Vorrichtung (21) Strahlen rekombiniert, deren Frequenz die Summe bzw. die Differenz der Frequenz des von der Quelle abgegebenen Strahls und der Frequenz des die akusto-optische Vorrichtung (21) treibenden Signals ist.

5. Interferometer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß entlang dem Pfad eines der Teilstrahlen zwischen der akusto-optischen Vorrichtung (21) und dem Spiegel (23). und entlang dem Pfad des rekombinierten Strahls zwischen der akusto-optischen Vorrichtung (21) und der Einrichtung (15) zur Polarisationsanalyse totalreflektierende Prismen (22, 26) angeordnet sind, die diese Strahlen zum Spiegel (23) bzw. zur Einrichtung (15) für die Polarisationsanalyse leiten und die räumliche Trennung zwischen diesen Strahlen (5d, 27) und den zunächstliegenden Strahlen (5e, 5) verbessern.

6. Interferometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die akusto-optische Vorrichtung (21) so angeordnet ist, daß sie dann, wenn sie von den Teilstrahlen (5d, 5e) nach deren Reflexion durch die Spiegel (23, 25) wieder durchsetzt wird, Strahlen erzeugt, die die gleiche Frequenz wie der darauf einfallende Strahl aufweisen, und sie diese Strahlen entlang dem selben Weg wie der einfallende Strahl zurückwirft, und daß eine Iris (28) diese Strahlen für eine Überprüfung der Ausrichtung der Interferometerkomponenten und/oder zur Verhinderung, daß diese Strahlen wieder in die Quelle (1) eintreten, auffängt.

7· Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Messung des Polarisationszustands am Ausgang einer optischen Einmodus-Faser (4) verwendet wird, die zwischen der Quelle (1) und dem Strahlspalter und -rekombinierer (8; 21) angeordnet ist.