[发明专利]一种基于法拉第旋光效应的扰偏器

说明书

本发明公开了一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，该扰偏器的第一旋光器单元（1）与第二旋光器单元（3）之间连接有偏振控制器单元（2）。第一旋光器单元（1）包含有第一光纤圈(11)和第一导线线圈(12)。第二旋光器单元（3）包含有第二光纤圈(31)和第二导线线圈(32)。第一旋光器单元（1）内的第一导线线圈（12）和第二旋光器单元（3）内的第二导线线圈（32）内分别接入频率为f1和f2的交流电流，通过改变交流电流的大小可控制两光纤圈内的光偏振角在+/‑90°内独立地变化。偏振控制器单元（2）可确保输出光偏振点的运动轨迹是在两个正交方向上，从而达到均匀扰偏的目的。

技术领域

本发明属于偏振光学光纤传感技术领域，具体涉及一种基于法拉第旋光效应的扰偏器。

背景技术

扰偏器主要用于任何对偏振态敏感而无法控制其偏振态的光系统。扰偏器的目的是快速改变系统的偏振态，实现数据的偏振平均，从而提高系统的信噪比。美国的Agiltron(MA，USA[1]) 、中国的苏州波弗[2]，等使用E-O晶体光纤波片。其原理是通过外加高电压来控制光纤波片的相移变化，其速度可达到十纳秒的量级。美国的General Photonics(CA，USA [3]) ，发展了一种全光纤扰偏器。它们利用受应力的单模光纤，来实现偏振态的改变，应力是以PZT的形式施加到SM光纤，速度在微秒量级。然而，以上两种扰偏器均价格昂贵。中国北京齐瑞德光电科技有限公司应用高速旋转光纤波片制成的扰偏器，其主要优点是成本低、结构紧凑，但因有机械运动，所以其使用寿命会受影响。

发明内容

本发明是一种制作简单、成本低、效果好、寿命长的扰偏器，并且适用于任何对偏振态敏感且无法控制其偏振态的光传感和光通讯系统中。

所述的一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，其原理是通过分别改变两个缠绕在光纤圈外的导线线圈内的交流电流大小和频率来达到偏振态扰动的目的。

本发明提供一种全光纤的、基于法拉第旋光效应的扰偏器，包括第一旋光器单元、偏振控制器单元和第二旋光器单元；第一旋光器单元与第二旋光器单元之间连接有偏振控制器单元；所述第一旋光器单元包括第一光纤圈和第一导线线圈，第一导线线圈均匀地缠绕在第一光纤圈外面；所述的第二旋光器单元包括第二光纤圈和第二导线线圈，所述的第二旋光器单元与第一旋光器单元结构相同。第一导线线圈和第二导线线圈内分别接入不同频率和大小的交流电流，所述的两个导线线圈内交流电流的频率应该满足下列公式：

f1-f2=1/T

其中f1为第一导线线圈的交流电流频率；f2为第二导线线圈的交流电流频率；T是数据平均时间。

交流电流频率变化通常受限于导线线圈的电感，一般可达到的频率范围大约是1kHz-10kHz。

本发明的优点在于：

1．成本低。可以使用低成本器件实现；

2．构造简单。可以利用现在市面大量销售的器件构成；

3．损耗低。因为是全光纤式扰偏器，其插入损耗小；

4．寿命长。没有机械运动；

5．中等速度，1kHz-10kHz的变化速度能满足大多数传感系统的用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明和我们的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明一种基于法拉第旋光效应扰偏器的结构框图。

图2为本发明中第一旋光器单元结构图。

图2A为本发明中第二旋光器单元结构图。