CN108415175A - 一种基于法拉第旋光效应的扰偏器 - Google Patents

一种基于法拉第旋光效应的扰偏器 Download PDF

Info

Publication number
CN108415175A
CN108415175A CN201710072555.0A CN201710072555A CN108415175A CN 108415175 A CN108415175 A CN 108415175A CN 201710072555 A CN201710072555 A CN 201710072555A CN 108415175 A CN108415175 A CN 108415175A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polarization
lead loop
fiber turns
apparatus unit
polarization apparatus
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
Application number
CN201710072555.0A
Other languages
English (en)
Inventor
伍树东
王文博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZIBO QIRED PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
BEIJING QIRED POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
ZIBO QIRED PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
BEIJING QIRED POWER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZIBO QIRED PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd, BEIJING QIRED POWER TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical ZIBO QIRED PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201710072555.0A priority Critical patent/CN108415175A/zh
Priority to US15/605,560 priority patent/US10067290B2/en
Publication of CN108415175A publication Critical patent/CN108415175A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
    • G02B6/2786—Reducing the polarisation degree, i.e. depolarisers, scramblers, unpolarised output
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
    • G02B6/2766—Manipulating the plane of polarisation from one input polarisation to another output polarisation, e.g. polarisation rotators, linear to circular polarisation converters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0136—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/095—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

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。

Description

一种基于法拉第旋光效应的扰偏器
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。
图3为本发明中偏振控制器单元工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1所示，本发明是一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，包含有第一旋光器单元1、偏振控制器单元2、第二旋光器单元3。所述第一旋光器单元1由第一光纤圈11和第一导线线圈12构成。第二旋光器单元3由第二光纤圈31和第二导线线圈32构成。
第一旋光器单元1与第二旋光器单元3之间接有偏振控制器单元2；
在本发明中第一旋光器单元1和第二旋光器单元3结构相同；
在本发明中第一光纤圈11和第二光纤圈31均由一段单模光纤制成；
各部件之间的连接关系为：第一导线线圈12均匀地缠绕在第一光纤圈11外面，系统的单模光纤连接到第一光纤圈11的输入端A1端，第一光纤圈11的输出端A2端连接到偏振控制器单元2的输入端B1端，偏振控制器单元2的输出端B2端连接到第二旋光器单元3内的第二光纤圈31输入端C1端，第二光纤圈31的输出端C2端连接到系统中。
参见图2所示，第一旋光器单元1是由第一光纤圈11和第二导线线圈12构成，第一导线线圈12均匀地缠绕在第一光纤圈11外面，通过调节频率为f1的第一导线线圈12内交流电流的大小可以控制第一光纤圈11内的光偏振角在+/-90°内独立地变化。
参见图2A所示，第二旋光器单元3与第一旋光器单元1的结构一样，通过调节频率为f2的第二导线线圈32内交流电流的大小可以控制第二光纤圈31内的光偏振角在+/-90°内独立地变化，从而达到均匀扰偏的目的。为达到最好的扰偏效果，两个导线线圈内的交流电流的频率应满足下列公式：
f1-f2=1/T
其中f1为第一导线线圈12内的交流电流的频率；f2为第二导线线圈32内的交流电流的频率；T是数据平均时间。
参见图3所示，所述本发明中偏振控制器单元2可确保输出光偏振点的运动轨迹是在两个正交方向上。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，其特征在于：该扰偏器包括有第一旋光器单元（1）、偏振控制器单元（2）和第二旋光器单元（3）；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）；
所述的第一旋光器单元（1）内的第一光纤圈（11）输出端A2端连接偏振控制器单元（2）输入端B1端；
所述的偏振控制器单元（2）输出端B2连接第二旋光器单元（3）内的第二光纤圈（31）输入端C1端；
所述的第一旋光器单元（1）内的第一导线线圈（12）与第二旋光器单元（3）内的第二导线线圈（32），分别接入频率为f1和f2的交流电流，改变两导线线圈内交流电流的大小和频率来达到偏振态扰动的目的；所述的偏振控制器单元（2）可确保输出光偏振点的运动轨迹是在两个正交方向上。
2.根据权利要求1所述的一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，其特征在于：第一旋光器单元（1）是由第一光纤圈（11）和第一导线线圈（12）构成，所述第一导线线圈（12）均匀地缠绕在第一光纤圈（11）外面；
所述第二旋光器单元（3）由第二光纤圈（31）和第二导线线圈（32）构成，所述第二导线线圈（32）均匀地缠绕在第二光纤圈（31）外面；
所述第一光纤圈（11）和第二光纤圈（31）均由一段单模光纤制成；
所述的第一旋光器单元（1）和第二旋光器单元（3）结构一样。
3.根据权利要求1所述的一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，其特征在于：所述的第一光纤圈（11）输入端A1连接到系统中，所述的偏振控制器单元（2）输入端B1端连接第一光纤圈（11）输出端A2端，所述偏振控制器单元（2）输出端B2端连接第二光纤圈（31）输入端C1端,所述的第二光纤圈（31）输出端C2连接到系统中。
4.根据权利要求1所述的一种基于法拉第旋光效应的扰偏器，其特征在于：第一导线线圈（12）和第二导线线圈（32）分别接入频率为f1和f2的交流电流，通过调节频率为f1的第一导线线圈（12）和频率为f2的第二导线线圈（32）内交流电流的大小可以控制两光纤圈内光的偏振角在+/-90°内独立变化，从而达到均匀扰偏的目的，为达到最好的扰偏效果，两导线线圈内的交流电流的频率应满足下列公式：
f1-f2=1/T
其中f1为第一个导线线圈（12）交流电流的频率；f2为第二个导线线圈（32）交流电流的频率；T是数据平均时间。
CN201710072555.0A 2017-02-10 2017-02-10 一种基于法拉第旋光效应的扰偏器 Pending CN108415175A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710072555.0A CN108415175A (zh) 2017-02-10 2017-02-10 一种基于法拉第旋光效应的扰偏器
US15/605,560 US10067290B2 (en) 2017-02-10 2017-05-25 Polarization scrambler based on Faraday magneto-optic effect

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710072555.0A CN108415175A (zh) 2017-02-10 2017-02-10 一种基于法拉第旋光效应的扰偏器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108415175A true CN108415175A (zh) 2018-08-17

Family

ID=59786432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710072555.0A Pending CN108415175A (zh) 2017-02-10 2017-02-10 一种基于法拉第旋光效应的扰偏器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10067290B2 (zh)
CN (1) CN108415175A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10866438B2 (en) * 2019-03-12 2020-12-15 Viavi Solutions Inc. Faraday-based polarization scrambler

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739943A (en) * 1995-08-24 1998-04-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Polarization control unit
US20040184148A1 (en) * 2001-05-21 2004-09-23 Jds Uniphase Corporation Integrated micro-optic architecture for combining and depolarizing plural polarized laser beams
CN102545009A (zh) * 2011-08-25 2012-07-04 北京国科世纪激光技术有限公司 消除激光放大器中热退偏效应的装置
CN102981288A (zh) * 2012-12-24 2013-03-20 福建福晶科技股份有限公司 一种具有辅助磁场的光旋转器
US20130250416A1 (en) * 2012-03-21 2013-09-26 Jds Uniphase Corporation Optical depolarizer
CN103453899A (zh) * 2012-06-03 2013-12-18 李卫 光纤陀螺无源相位调制器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3756690A (en) * 1972-03-30 1973-09-04 Corning Glass Works Optical waveguide light modulator
US4615582A (en) * 1981-11-09 1986-10-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Magneto-optic rotator for providing additive Faraday rotations in a loop of optical fiber
DE3728107A1 (de) * 1987-08-22 1989-03-02 Philips Patentverwaltung Polarisationsverwuerfler
US5657151A (en) * 1993-12-09 1997-08-12 Lucent Technologies Inc. Polarization scrambler/modulator
AU2000275563A1 (en) * 2000-10-04 2002-04-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical variable attenuator
KR100975589B1 (ko) * 2008-06-12 2010-08-13 (주)파이버프로 고속 편광 스크램블러 및 그 구동 방법
CN108363213A (zh) * 2017-01-26 2018-08-03 北京齐瑞德光电科技有限公司 一种基于光纤波片的扰偏器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739943A (en) * 1995-08-24 1998-04-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Polarization control unit
US20040184148A1 (en) * 2001-05-21 2004-09-23 Jds Uniphase Corporation Integrated micro-optic architecture for combining and depolarizing plural polarized laser beams
CN102545009A (zh) * 2011-08-25 2012-07-04 北京国科世纪激光技术有限公司 消除激光放大器中热退偏效应的装置
US20130250416A1 (en) * 2012-03-21 2013-09-26 Jds Uniphase Corporation Optical depolarizer
CN103453899A (zh) * 2012-06-03 2013-12-18 李卫 光纤陀螺无源相位调制器
CN102981288A (zh) * 2012-12-24 2013-03-20 福建福晶科技股份有限公司 一种具有辅助磁场的光旋转器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
T.OKOSHI ETAL.: "New Polarization-Control Scheme for Optical Heterodyne Receiver Using Two Faraday Rotators", 《ELECTRONIC LETTERS》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US10067290B2 (en) 2018-09-04
US20170261773A1 (en) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1994441B1 (en) Polarization controller using a hollow-core photonic-bandgap fiber
EP0263612B1 (en) Optical signal control method and apparatus
CN108415175A (zh) 一种基于法拉第旋光效应的扰偏器
CN104597304A (zh) 一种环形腔式全光纤电流传感器
CN101217312B (zh) 一种光接口测试夹具、测试方法及系统
CN108896838A (zh) 一种集成光波导电场传感器及利用其的电场测量系统
CN101577589A (zh) 一种光调制装置、方法和色散预补偿发射机
CN105629386A (zh) 一种光隔离器
CN201965369U (zh) 电光晶体调制器件
CN1438518A (zh) 用于光学切换的方法和设备
CN108363213A (zh) 一种基于光纤波片的扰偏器
CN104094522A (zh) 用于消除谐波噪声的方法和装置
CN202677010U (zh) 一种自由空间隔离器
CN102193216A (zh) 一种基于光栅带隙可调原理的磁光调制开关装置
CN216207006U (zh) 一种光缆风激振动和舞动性能的试验设备
US10866438B2 (en) Faraday-based polarization scrambler
CN203573040U (zh) 一种调节光纤中传输光的偏振方向的机械装置
CN103309059A (zh) 一种偏振方向旋转器及其光组件
CN113819950A (zh) 一种光缆风激振动和舞动性能的试验设备和试验方法
CN106685533B (zh) 可调光脉冲缓存器
CN102902014B (zh) 一种光隔离器
CN105425016A (zh) 一种光学电流传感器用集成光路芯片及其光学电流传感器
CN202472172U (zh) 一种偏振方向旋转器及其光组件
CN103885265A (zh) 低成本光开关或光可变光学衰减器
US20130195395A1 (en) Sensing fiber, coil of sensing fiber, and all-fiber current sensor

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: 20180817

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication