[发明专利]一种超快的光学偏振扰偏器

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信和光学工程领域。

背景技术

在高速长距离光纤通信系统中，由光的偏振所引起的偏振相关损害越来越不可忽视，例如光纤中的偏振模色散、无源光器件中的偏振相关损耗、光放大器中的偏振相关增益等近年来得到了广泛的关注。为消除偏振相关损害，使用扰偏器已被证实是一个有效手段(E.Lichtman，“Limitations imposed by polarization-dependent gain and lossonall-optical ultralong communication systems，”J.Lightwave Technol.13，906-913(1995))。扰偏器的工作原理，就是将通过扰偏器的偏振光，以较高的速度不断改变其偏振态，从而在总体时间段里，其综合效果失去了偏振特性。在某一个瞬间它还是一个偏振光，但从平均时间上看，它就是一个非偏振光。通常的扰偏器由LiNbO₃波导(H.Fred and W.S.Robert，“High-Speed Polarization Scrambler with Adjustable Phase Chirp，”J.Sel.Topics Quantum Electron.2，311-318(1996))或多个波片(张璐，胡强高，许远忠，刘文，罗勇，肖远.光时域退偏器：中国专利，200420057805.1.2006-03-22)组成，利用电光效应或机械转动的方法实现对偏振光的扰偏，但不同程度的存在响应速度慢等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有扰偏技术扰偏速度慢的缺点，提供一种超快的光学偏振扰偏器。

本发明的技术方案如下：

一种超快的光学偏振扰偏器，含有泵浦光源，耦合器，高非线性光纤，可调谐带通滤波器以及信号光源，其特征在于：所述的泵浦光源采用非偏振、非相干的泵浦光源，从非偏振、非相干的泵浦光源发出的非偏振、非相干泵浦光与偏振的信号光经耦合器，共同注入高非线性光纤，通过四波混频过程产生非偏振的闲频光，实现对偏振信号的高速扰偏，非偏振的闲频光经由可调谐带通滤波器滤出。

本发明的另一技术特征是：所采用的高非线性光纤的零色散波长位于信号光波长附近，二者差值通常不超过±50nm。

本发明的又一特征在于是：非偏振、非相干的泵浦光源采用宽谱放大自发辐射光源；所述的宽谱放大自发辐射光源的光谱宽度应覆盖所述高非线性光纤的零色散波长，在该光源和耦合器之间设有第二个可调谐带通滤波器，该滤波器的滤波窗口应调至高非线性光纤的零色散波长附近，二者差值通常不超过±5nm。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：此技术的关键在于利用偏振的信号光与非偏振的泵浦光之间发生四波混频效应，产生偏振态随机分布的闲频光。理论仿真表明对任意给定的偏振态的信号，可以产生偏振态随机分布的闲频光，其偏振态几乎可以均匀覆盖邦加球。初步实验结果表明，偏振的信号光与非偏振的泵浦光作用可以有效地产生闲频光。本发明无电控或机械转动部件，扰偏速度快，其扰偏速度决定于光纤中的非线性四波混频过程，可达飞秒量级。

附图说明

图1为本发明提供的超快光学偏振扰偏器实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的一个典型的光谱。波长转换效率随信号光偏振态的变化情况。

图3为本发明实施例的闲频光生成效率随信号光波长的变化。

图4为本发明实施例的泵浦光的偏振态在邦加球上的分布

图5为理论计算获得的闲频光的偏振态在邦加球上的分布。

图中：1-泵浦光源；2-第二个可调谐带通滤波器；3-耦合器；4-高非线性光纤；5-第一个可调谐带通滤波器；6-信号光源；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构、原理作进一步的说明。

本发明提供的超快光学偏振扰偏器含有泵浦光源1，耦合器3，高非线性光纤4，第一个可调谐带通滤波器5以及信号光源6，所述的泵浦光源采用非偏振、非相干的泵浦光源；从非偏振、非相干的泵浦光源发出的非偏振、非相干泵浦光与信号光经耦合器，共同注入高非线性光纤，通过四波混频过程产生非偏振的闲频光，实现对偏振信号的高速扰偏，非偏振的闲频光经由可调谐带通滤波器滤出。