CN107544113A - 基于螺旋光纤的光开关装置 - Google Patents
基于螺旋光纤的光开关装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107544113A CN107544113A CN201710983805.6A CN201710983805A CN107544113A CN 107544113 A CN107544113 A CN 107544113A CN 201710983805 A CN201710983805 A CN 201710983805A CN 107544113 A CN107544113 A CN 107544113A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- helical
- section
- helical fiber
- optical switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于螺旋光纤的光开关装置，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤具有三段不同的折射率区间，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。该光开关装置可克服外界环境扰动，如温度波动，机械振动对全光开关性能的影响。由于光开关的各个部件采用光纤熔接，系统的可集成度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤技术，特别涉及一种基于螺旋光纤的光开关装置。
背景技术
全光开关在光通信与信息技术中有重要应用，如计算机光互联，芯片光互联，通信交换机，光传感网络等等。光通信朝着高速率、集成化、全光化、高稳定方向快速发展。全光开关无需电光转换，用非线性光学方法实现，主要是采用光克尔效应。
保偏光纤具有偏振保持的特性，可以抗环境干扰，传输信号的稳定性强。因此，发展基于保偏光纤的全光开关有重要的意义。保偏光纤能保持沿着光纤快轴和慢轴的入射的光的偏振态。但是，对于其它任意角度的偏振态并不能保持，也就是说保偏光纤并不能保持椭圆偏振。原因在于，光纤的快慢轴的折射率不同，不同偏振分量在传输一段距离后脉冲会产生走离，进而分裂，降低了通信速率。因此，基于保偏光纤光克尔效应的光开关仍未实现。
发明内容
本发明是针对全光开关存在的问题，提出了一种基于螺旋光纤的光开关装置，克服外界环境扰动，如温度波动，机械振动对全光开关性能的影响。
本发明的技术方案为：一种基于螺旋光纤的光开关装置，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。
所述无旋转区间的慢轴和快轴有固定的折射率，可保持沿快轴或慢轴入射光的偏振态。
所述变折射率区间的慢轴和快轴折射率发生逐渐变化，慢轴折射率变小，快轴折射率变大，直至慢轴和快轴的折射率相等，从而过渡到等螺距区间。
所述等螺距区间的慢轴和快轴折射率相等，在快轴和慢轴上的分量无线性相移。
所述第一根螺旋光纤、第二根螺旋光纤以及光纤耦合检偏器的光纤采用光纤熔接相连。
所述光纤耦合检偏器偏振透射方向与第一根螺旋光纤的偏振入射方向垂直。
所述光纤耦合检偏器为与偏振相关的任何光纤耦合器件。
所述螺旋光纤可为熊猫型保偏光纤、“一”字型保偏光纤、椭圆型保偏光纤、领结型保偏光纤中任意一种保偏光纤。
本发明的有益效果在于：本发明基于螺旋光纤的光开关装置，实现了非线性光克尔调控的光开关效应；由于特殊的折射率分布区间，激光在进入螺旋光纤后在第一区间可以保持线偏振态，在第二区间可以形成椭圆偏振，第三区间可以保持椭圆偏振。这种区间分布可以克服外界环境（如温度、振动）波动对光开关性能的干扰，显著提高了光开关的稳定性和可靠性。由于光开关的各个部件采用光纤熔接，系统的可集成度高。
附图说明
图1为本发明基于螺旋光纤的光开关装置结构示意图；
图2为本发明螺旋光纤的示意图。
具体实施方式
如图1所示基于螺旋光纤的光开关装置结构示意图，装置由第一螺旋光纤10、第二螺旋光纤20以及光纤耦合检偏器30依次相连组成。其中，第一螺旋光纤10的线偏振输入端11作为光开关装置的输入端，第一螺旋光纤10的椭圆偏振输出端12与第二螺旋光纤20的椭圆偏振输入端21相连，第二螺旋光纤20的线偏振输出端22与光纤耦合检偏器30的输入端31相连，光纤耦合检偏器330的输出端32作为光开关装置的最终输出端。
所述的第一螺旋光纤10和第二螺旋光纤20是两根全同的螺旋光纤。
如图2所示螺旋光纤的示意图，所述的第一螺旋光纤10由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间13、第二区间为变折射率区间14、第三区间为等螺距区间15，第一螺旋光纤10和第二螺旋光纤20连接时，第一螺旋光纤10的变折射率区间14出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤20的变折射率区间，从第二螺旋光纤20的无旋转区间出射线偏振光。
无旋转区间13的慢轴和快轴有固定的折射率，可保持沿快轴或慢轴入射光的偏振态。
变折射率区间14的慢轴和快轴折射率发生逐渐变化，慢轴折射率变小，快轴折射率变大，直至慢轴和快轴的折射率相等，从而过渡到等螺距区间15，变折射率区间，通过在加热的条件下旋转光纤形成螺旋的状态，螺旋的螺距逐渐变短，慢轴和快轴的折射率趋于相等。
等螺距区间15的慢轴和快轴折射率相等。在等螺距区间15上，脉冲在快轴和慢轴上的分量无线性相移。
光纤耦合检偏器30偏振透射方向与第一根螺旋光纤10的偏振入射方向垂直。即入射脉冲在螺旋光纤中不产生非线性相移，或不发生偏振旋转时，无法透过检偏器；仅当入射脉冲在螺旋光纤中产生非线性相移，或发生偏振旋转时，才能部分或者全部透过检偏器。
所述的光纤耦合检偏器30可以为偏振相关的任何光纤耦合器件，如偏振分束器，单轴工作的分束器，偏振相关隔离器等。
光开关装置中，第一根螺旋光纤10、第二根螺旋光纤20以及检偏器30的光纤采用光纤熔接相连。所述螺旋光纤可为熊猫型保偏光纤、“一”字型保偏光纤、椭圆型保偏光纤、领结型保偏光纤中任意一种保偏光纤。
线偏振光通过第一根螺旋光纤10演化成椭圆偏振态，在第二区间（变折射率区间）演化成椭圆偏振，不同偏振分量产生线性相移；不同偏振分量在螺旋光纤的第二区间（变折射率区间）和第三区间（等螺距区间）发生交叉相位调制，产生非线性相移，光强较强的分量发生相位延迟；而后，由第二根螺旋光纤20补偿不同偏振分量的线性相移；非线性相移仅与光强有关，所以光强较强的分量进一步累积非线性相移；最终在第二根螺旋光纤20的保持线偏振端出射。由于有非线性相移的存在，第二根螺旋光纤20的保持线偏振端的出射脉冲相对于第一根螺旋光纤10的入射脉冲发射了一定角度的偏振旋转，旋转角度与脉冲的强度及两根螺旋光纤的第二区间和第三区间的长度相关。脉冲强度越强，第二区间和第三区间的光纤长度越长，旋转角度越大。
Claims (8)
1.一种基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。
2.根据权利要求1所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述无旋转区间的慢轴和快轴有固定的折射率，可保持沿快轴或慢轴入射光的偏振态。
3.根据权利要求1所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述变折射率区间的慢轴和快轴折射率发生逐渐变化，慢轴折射率变小，快轴折射率变大，直至慢轴和快轴的折射率相等，从而过渡到等螺距区间。
4.根据权利要求1所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述等螺距区间的慢轴和快轴折射率相等，在快轴和慢轴上的分量无线性相移。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述第一根螺旋光纤、第二根螺旋光纤以及光纤耦合检偏器的光纤采用光纤熔接相连。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述光纤耦合检偏器偏振透射方向与第一根螺旋光纤的偏振入射方向垂直。
7.根据权利要求6所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述光纤耦合检偏器为与偏振相关的任何光纤耦合器件。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述螺旋光纤可为熊猫型保偏光纤、“一”字型保偏光纤、椭圆型保偏光纤、领结型保偏光纤中任意一种保偏光纤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710983805.6A CN107544113A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 基于螺旋光纤的光开关装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710983805.6A CN107544113A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 基于螺旋光纤的光开关装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107544113A true CN107544113A (zh) | 2018-01-05 |
Family
ID=60967950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710983805.6A Pending CN107544113A (zh) | 2017-10-20 | 2017-10-20 | 基于螺旋光纤的光开关装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107544113A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108287024A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-17 | 中国科学院物理研究所 | 飞秒脉冲载波包络相移频率测量装置 |
| US11175449B2 (en) * | 2019-01-02 | 2021-11-16 | Lumentum Operations Llc | Optical fiber with variable absorption |
| US11808970B2 (en) | 2019-01-02 | 2023-11-07 | Lumentum Operations Llc | Optical fiber with variable absorption |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1068199A (zh) * | 1991-06-22 | 1993-01-20 | 黄宏嘉 | 无源光纤偏振态控制器和变换器 |
| CN1383008A (zh) * | 2001-04-20 | 2002-12-04 | 黄宏嘉 | 具有多种偏振态变换功能的宽带光纤波片 |
| CN2791666Y (zh) * | 2005-06-02 | 2006-06-28 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 紧密型全光纤90度相位延迟器 |
| CN101236127A (zh) * | 2007-09-28 | 2008-08-06 | 中国兵器工业第二○五研究所 | 保偏光纤拍长测量仪 |
| CN101625441A (zh) * | 2009-07-07 | 2010-01-13 | 中国科学技术大学 | 全光纤圆偏振器 |
| CN202948221U (zh) * | 2012-11-25 | 2013-05-22 | 华中科技大学 | 一种高速快门装置 |
| CN107219582A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-09-29 | 上海大学 | 具有优化转速变化因子的旋光纤四分之一波片及其制备方法 |
-
2017
- 2017-10-20 CN CN201710983805.6A patent/CN107544113A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1068199A (zh) * | 1991-06-22 | 1993-01-20 | 黄宏嘉 | 无源光纤偏振态控制器和变换器 |
| CN1383008A (zh) * | 2001-04-20 | 2002-12-04 | 黄宏嘉 | 具有多种偏振态变换功能的宽带光纤波片 |
| CN2791666Y (zh) * | 2005-06-02 | 2006-06-28 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 紧密型全光纤90度相位延迟器 |
| CN101236127A (zh) * | 2007-09-28 | 2008-08-06 | 中国兵器工业第二○五研究所 | 保偏光纤拍长测量仪 |
| CN101625441A (zh) * | 2009-07-07 | 2010-01-13 | 中国科学技术大学 | 全光纤圆偏振器 |
| CN202948221U (zh) * | 2012-11-25 | 2013-05-22 | 华中科技大学 | 一种高速快门装置 |
| CN107219582A (zh) * | 2017-02-14 | 2017-09-29 | 上海大学 | 具有优化转速变化因子的旋光纤四分之一波片及其制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108287024A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-17 | 中国科学院物理研究所 | 飞秒脉冲载波包络相移频率测量装置 |
| US11175449B2 (en) * | 2019-01-02 | 2021-11-16 | Lumentum Operations Llc | Optical fiber with variable absorption |
| US11808970B2 (en) | 2019-01-02 | 2023-11-07 | Lumentum Operations Llc | Optical fiber with variable absorption |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107544113A (zh) | 基于螺旋光纤的光开关装置 | |
| CN105676483B (zh) | 一种光偏振控制装置及方法 | |
| CN102138089A (zh) | 光学手征光纤隔离器及其制作方法 | |
| CN103424896B (zh) | 光路控制器件 | |
| CN101483310A (zh) | 稳偏激光器 | |
| CN109067531B (zh) | 基于90度熔接相差控制的相位解码方法、装置和量子密钥分发系统 | |
| CN209134429U (zh) | 基于90度熔接相差控制的相位解码装置和量子密钥分发系统 | |
| JP2752204B2 (ja) | 非線形干渉計 | |
| Wang et al. | Suppression of Kerr-effect induced error in resonant fiber optic gyro by a resonator with spun fiber | |
| CN201532473U (zh) | 2×2保偏光纤分束器 | |
| US9651380B2 (en) | Integrated optical coupler and fibre-optic system having such an integrated optical coupler | |
| CN103440895A (zh) | 利用液芯光纤产生稳定涡旋光束的装置及方法 | |
| Hong et al. | All-fiber tunable LP 11 mode rotator with 360° range | |
| Gu et al. | Angular velocity sensing based on double-ring slow-light structure | |
| CN102645703B (zh) | 高偏振消光比的光学谐振腔 | |
| CN107895881A (zh) | 全保偏光纤的非线性偏振旋转锁模激光器 | |
| CN103197119B (zh) | 基于磁光调制的干涉型光纤电流传感器 | |
| Woliń et al. | Polarization mode dispersion in an elliptical liquid crystal-core fiber | |
| CN215222212U (zh) | 基于时间相位编码的量子密钥分发光芯片 | |
| CN207764414U (zh) | 一种用于偏振光的消偏系统 | |
| CN102902014B (zh) | 一种光隔离器 | |
| CN206270542U (zh) | 透射型保偏分光耦合器 | |
| CN102095405A (zh) | 一种激光角度变化量的监控装置 | |
| US6771910B1 (en) | Optical bit interleaving | |
| CN110865471A (zh) | 一种纤维集成磁光开关及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180105 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |