[发明专利]位相型偏振控制器

说明书

技术领域：

本发明属于光纤通信领域。

背景技术：

光学偏振控制器是用来任意改变光的偏振态的一种器件。它在高速光纤通信、相干光纤通信和光纤传感等领域具有十分重要的作用。偏振控制器可以用于偏振模色散补偿系统中实现对10Gb/s以上高速光纤通信系统中偏振模色散的补偿。相干光通信系统中需要偏振控制器对本地振荡探测光进行偏振态的任意变换以实现和入射信号光的偏振匹配。

已有的偏振控制器主要包括光纤挤压/缠绕型、波片旋转型及液晶/电光调制型、波导型等几种。光纤型偏振控制器利用对光纤施加应力产生的应力双折射来实现对偏振的变换，结构简单，响应速度较高，但控制精度低，长期使用对光纤造成一定的损伤，耐用性差。晶波片旋转型偏振控制器主要通过对四分之一波片和二分之一波片进行一定的组合和旋转，实现对光信号偏振态的任意变换。它的特点是偏振控制精度高，可以实现无穷控制，插入损耗低，但是由于需要波片的机械旋转，响应速度慢。液晶型偏振控制器插入损耗较小，一般向列相液晶响应速度为几十毫秒，可以进行无穷控制，但控制精度低，耐用性差。电光调制型偏振控制器利用晶体的电光效应引入双折射来实现对偏振的变换，需要高电压驱动，响应速度一般。波导型偏振控制器具有很快的响应速度，但插入损耗大。

发明内容：

本发明的目的在于，克服现有偏振控制器存在的缺陷，提供一种新型结构的偏振控制器。

本发明技术解决方案，包括输入光纤、驱动电路、输出光纤构成，其特征在于：由三级连续可调相移器级联组成，其中第一级连续可调相移器是由两个平行放置的偏振分束器，并在两个偏振分束器同一端平行放置两个全反射棱镜，两个全反射棱镜的斜面和两个偏振分束器的端面平行、并且全反射棱镜的斜面与偏振分束器的两个输出偏振光的振动方向平行，一个全反射棱镜固定于压电陶瓷上构成。第二级连续可调相移器的偏振分束器的双折射快轴、全反射棱镜与第一级连续可调相移器的偏振分束器的双折射快轴、全反射棱镜同时旋转45°或135°。第三级连续可调相移器中偏振分束器的双折射快轴、全反射棱镜与第一级连续可调相移器的偏振分束器的双折射快轴、全反射棱镜方向相同或旋转90°。所述三级连续可调相移器中压电陶瓷在驱动电路作用下可以实现任意确定输入偏振态到任意确定偏振态的转换。

本发明的优点在于，克服了弹光效应引入的材料疲劳和控制不准的问题，同时也可以克服电光波导器件中插入损耗大的问题，较光纤挤压/缠绕型控制精度高、耐用性高，较波片旋转型响应速度快。

附图说明：

下列附图描述了本发明的一个实施例。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的第一级连续可调相移器的结构示意图。

偏振分束器2、偏振分束器6、全反射棱镜3、全反射棱镜4、压电陶瓷5构成第一级连续可调相移器；偏振分束器7、偏振分束器11、全反射棱镜8、全反射棱镜9、压电陶瓷10构成第二级连续可调相移器；偏振分束器12、偏振分束器16、全反射棱镜13、全反射棱镜14、压电陶瓷15构成第三级连续可调相移器。

具体实施方式：

请参阅图1所示，本发明具体可以这样实施，按照设计要求的规格选择适合型号的输入光纤1、输出光纤17、偏振分束器2、偏振分束器6、偏振分束器7、偏振分束器11、偏振分束器12、偏振分束器16、全反射棱镜3、全反射棱镜4、全反射棱镜8、全反射棱镜9、全反射棱镜13、全反射棱镜14、压电陶瓷5、压电陶瓷10、压电陶瓷15、驱动电路18。首先制作出第一级连续可调相移器：两偏振分束器2和偏振分束器6平行放置，并在这两个偏振分束器同一端平行放置全反射棱镜3、全反射棱镜4，这两个全反射棱镜的斜面和两个偏振分束器的端面平行、并且全反射棱镜的斜面与偏振分束器的两个输出偏振光的振动方向平行，全反射棱镜4固定于压电陶瓷5上。同理制作出第二级、第三级连续可调相移器。将其中第一级、第三级两个连续可调相移器上下平行放置，使压电陶瓷5、压电陶瓷15在右方；第二级连续可调相移器使压电陶瓷10在左方放置，偏振分束器7、偏振分束器11一端和第一级、第三级两个连续可调相移器中相临的偏振分束器6、偏振分束器12的一端分别在一条直线上相对放置。然后，在第一级连续可调相移器中偏振分束器2一端放置输入光纤1，使其光轴共线，在第三级连续可调相移器中偏振分束器16一端放置输出光纤17，使其光轴共线。将三级连续可调相移器中压电陶瓷5、压电陶瓷10、压电陶瓷15分别连接到驱动电路18。至此，该发明实施完成。