CN1318763A - 用于控制光束偏振的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种电光波片,用于改变通过波片的光的偏振状态。当该电光波片的主双折射轴旋转时,该波片提供一个基本恒定的双折射。该波片是一种电光材料,具有两个正交的主双折射轴,当施加合适的电压时主轴可旋转。沿该电光波片的长度L沿顺序的或相邻的区域施加两个相关的不同的电压,以沿该长度L提供一个可控制的和变化的电场,使得当通过改变电压使电光波片的双折射轴旋转时,长度L的波片的延迟保持基本恒定。该两个不同的电压之间具有相位关系或相位及幅值关系。

Description

用于控制光束偏振的装置及其方法
本发明涉及用于控制入射光信号偏振的装置，并且尤其涉及允许循环或免复位操作的装置。
在基于标准的、非偏振保持光纤的通信系统中，由于温度波动以及光纤上的物理压力引起光纤双折射，光学信号从光纤一端到另一端经历了偏振状态的随机变化。随机偏振变化作为偏振模式离散(PMD)波动在输出端处被证实。
为了校正从光纤出射的光波信号的偏振状态，研究了变换器以将光纤输出偏振转换成规定的偏振状态，用于例如外差探测和干涉信号处理的应用。常规的偏振变换器提供补偿，但是当超出其操作范围时需要一个复位周期。不幸地，复位周期增加了不能接受的数据损耗的周期。循环偏振变换器在一个无限的偏振补偿范围内提供偏振状态的连续控制。
研究了使用级联的具有一个有限转换范围的偏振变换器例如光纤挤压机和使用铌酸锂或PLZT的电光装置的循环(endless)偏振变换器。虽然这些级联的装置允许真正的循环(免复位)操作，但是该装置内的单独元件仍需要不定期的复位周期。尽管可以执行复位周期而不影响整个偏振转换(准循环偏振控制)，但是这些装置通常在复位周期中不允许偏振控制。此外，它们要求复杂的并且甚至是计算机控制的驱动算法用于正确的操作。
光纤挤压机在光纤轴中机械地引起双折射，导致垂直和平行于压力方向的两个正交模式之间的延迟。姓名为Yao的美国专利号5,561,726描述了一种系统利用一个可旋转的光纤夹具提供所需的延迟及光轴定位。尽管该装置能够用于固定的波长和温度以及偏振，但是它无法用于控制传输光纤中的实时偏振波动，因为它需要机械运动用于其控制。
在过去，演示过一种免复位的循环的偏振变换器，通过在一个单模式波导中产生恒定的总相位延迟的可调节的椭圆双折射，执行从任意变化的光学输入偏振到任意输出偏振的一般的偏振转换。见1990年10月20日发给Heismann的美国专利号4,966,431。通过调节线性双折射的方位角以及线性与圆形双折射的比率，获得一个特殊的转换。在其集成光学实现中，该循环偏振变换器包括由级联的第一和第二TETM模式变换器构成的至少一个可级联的变换器部分。在该模式变换器之间的一个部分和/或在该模式变换器之后的一个部分执行相移(TE/TM)。所有部分都是在能够支持TE和TM光学信号模式传播的一个双折射波导上构成的。虽然近来的循环的免复位的偏振变换器是可级联的，并且与现有技术装置相比提供了设计及操作的简单性，但是不能忽略该偏振变换器在感兴趣的波长处具有较窄的光学带宽，在1.55μm处小于1nm，并且在大约10nm的一个小的波长范围内仅允许有限的可调谐性。
Heismann在名称为“具有宽带免复位操作的自动偏振控制器”，在此作为参考的美国专利号5,212,743中，公开了在一个免复位的光学的自动偏振控制器中，通过以级联方式联合三个可控制的分数波长元件，以及进一步通过控制两个最外层分数波长元件的定位相差一个保持基本恒定的规定角度量实现的宽光学带宽和宽波长调谐范围。在该偏振控制器的操作中，两个最外层分数波长元件的同步控制使该规定的角度差保持恒定。
在Heismann所述的实施例中，该三个分数波长元件是以一个可循环旋转的半波元件和两个可同步旋转1/4波元件的形式提供的，其中该半波元件位于该1/4波元件之间。每个分数波元件沿其光学波路径的延迟的定位不同，并且引入一个特定的相位延迟。该偏振控制器的实施例使用分布式的大量光学装置或集成的电光波导装置实现。元件的旋转由一个反馈控制电路提供，该电路监视输出光学偏振并导出正确的电驱动信号，以实现元件的正确旋转。尽管Heismann所教授的装置似乎在许多例子中实现了其预期的功能，但是它不能提供一个足够精确的，因而足够理想的1/4或半波片。例如，在实际中，已经发现Heismann所教授的类型的控制器非常难以采用响应足够均匀的材料制造成具有足够精度，以提供无假信号脉冲的操作。例如，双折射材料上电极的未对准，或者双折射材料中的非均匀性，将对装置的性能产生不利影响。
相反，本发明提供了一种设备，通过提供补偿这种偏差的设备获得优良的性能。实质上，提供了较高的分辨率，并且通过实现该分辨率，有缺陷的区域，双折射材料中的偏差，或未对准能够被补偿，在例如一个典型三部分控制器中的波片部分中实现基本固定的延迟。
本发明的一个目的是提供一个具有宽带操作的自动偏振控制器，其中1/4波片和半波片是近理想的。
本发明的进一步的目的是提供一个便宜的高度响应的装置，用于控制具有不同偏振状态的输入光束的偏振。
本发明的进一步的目的是提供一个可控制的1/4波片或半波片，用于例如一个偏振控制电路中。
根据本发明，提供了一种电光波片，用于改变通过波片的光的偏振状态，同时当该电光波片的主双折射轴旋转时，提供一个基本恒定的双折射，该电光波片包括：
一个双折射材料，具有两个正交的主双折射轴，当施加合适的电压时该双折射轴可旋转，该双折射材料具有第一端和第二端，并且具有由两端之间定义的长度L的纵轴；
用于沿长度L沿顺序的或相邻的区域可控制地提供至少两个相关的不同的电压的设备，用于沿长度L提供一个可控制的和变化的电场，使得当通过改变至少该电压使该电光波片的双折射轴旋转时，长度L的波片的延迟保持基本恒定，其中该至少两个不同的电压之间具有相位关系或相位及幅值关系。
根据本发明，进一步提供了一个1/4或半波片，包括沿一块双折射材料分布的第一电极，用作电压终端，以响应两个不同的被加电压，提供同时通过该材料的两个不同的且相关的电场；
沿该块双折射材料分布的第二电极，用作电压终端，以响应两个其它的被加电压，提供同时通过该材料的两个其它的电场；以及
用于施加以下形式的电压
V1=VS1*sin(θ)+VC1*cos(θ)+VT1
V2=VS2*sin(θ)+VC2*cos(θ)+VT2到该第一电极，以及
以下形式的电压
V1’=VS1’*sin(θ+α)+VC1’*cos(θ+α)+VT1’
V2’=VS2’*sin(θ+α)+VC2’*cos(θ+α)+VT2’到该第二电极的设备，
其中0＜α＜360°并且其中θ可以为任意角且循环变化。
根据本发明，进一步提供一个偏振控制器，包括可电子控制的波片，以预定空间关系排列，具有相同的传播纵轴，以允许入射到其中一个波片的光通过其它的波片传播，至少其中一个波片由多对沿双折射材料分布的电极构成，以当被施加合适的电压时，沿通过该材料的传播轴向在其中传播的光提供不同的电场；以及
用于向通过该双折射材料的光提供合适的施加电压以产生该至少两个不同的电场的设备，使得其中一个波片使得对于通过波片的光产生一个基本的1/4或半波长延迟，其中该至少两个不同的电场的幅值和相位保证当该波片的双折射轴旋转时通过所述一个波片的延迟基本恒定。
根据本发明的另一个方面，提供了一种提供一个近理想的1/4或半波片的方法，包括步骤：
发射一个信号到一块具有长度L的电光材料；以及
提供两个不同的电压到该块电光材料，沿该长度L产生通过电光材料的两个不同的电场，其中该电压之间具有幅值或相位关系；并且保证当存在该两个不同电场时该长度和电压的结果足以产生沿该长度L的基本恒定的延迟。
根据本发明，提供一个偏振变换器，用于控制一个光学信号的偏振和相位，包括：
一块电光材料，其上具有多个电极对，用于向其施加正交电压，每对终端具有一个位于其间的第三公共终端，所述该块双折射材料，当存在用于构成近理想的可控制的波片的一个施加电压时，第一多个电极对用于对通过该块的光学信号引入一个基本大约π/2弧度的相位延迟并且构成第一1/4波片；第二多个电极对用于对通过该块的光学信号引入一个基本大约π孤度的相位延迟并且构成第一半波片；以及，第三多个电极对用于对通过该块的光学信号引入一个基本大约π/2弧度的相位延迟并且构成第二1/4波片。三个上述波片不需要以特定顺序排列。
现在将结合附图描述本发明的示例性实施例，其中：
图1是使用两个1/4波片和一个半波片的现有技术的偏振控制电路的示意图；
图2是一部分常规偏振调制器的示意图，其中单对电极耦合到一块电光材料；
图3是根据本发明的一个实施例使用两个近理想的1/4波片和一个近理想的半波片的偏振控制器电路的示意图；
图4是根据本发明用于控制一个偏振控制器的控制电路的示意图；以及，
图5是本发明的一个理想实施例的示意图，说明一块双折射材料，其上具有多个金属化电极对，构成一个近理想的1/4波片；
图6a、6b和6c是说明两个子1/4波片之间没有相位差时，合成的半波片轮廓图。
图7a、7b和7c是说明当两个子1/4波片之间被施加一个非零相位差时，合成的半波片轮廓图。
图8是当两个1/8子部分被施加一个非零相位差时，合成的QWP轮廓图。
图9是一个示意图，说明一个大块晶体具有在块的两对相对面上分布的电极。
现在参考图1，显示一个现有技术的偏振控制器，如这里作为参考的美国专利5,212,743所述，其中提供了三个固定的波片，每个波片具有一对电极，其上施加一个改进的正交电压。一个循环的偏振控制器被显示适合于光纤相干通信系统的应用，其中需要实质上无限的(循环的)转换范围，以匹配本地振荡器激光器以及所接收的光学信号的光学偏振状态。Heismann描述了一个使用电光效应并用集成光学带状波导实现的偏振控制器。它允许从任意改变的输入光学偏振状态到任意输出光学偏振状态的一般的偏振转换，依据两个独立变量从该控制电路要求6个有限范围的驱动电压。模拟和数字控制电路都已经被用于产生该独立的电子驱动信号。数字控制电路比模拟控制电路提供了更高速操作的优点。
美国专利5,212,743中Heismann提供了一个免复位的偏振控制器的操作分析，基于三个级联的循环可旋转的分数波元件：第一1/4波片10，其后是可关于该第一1/4波片10同步旋转的半波片11和第二1/4波片12。1/4波片10和12的同步操作用虚线13表示。这里显示，对于最外层元件1/4波片10和12之间的任意的角度偏移，控制器允许从任意变化的一般输入偏振状态到任意一般输出偏振状态的连续的和免复位的转换。熟练的技术人员可以理解到分数波元件的方位是指相同选定的寻常或非常主轴关于一个选定的参考方向的角度方位。主轴被限制在一个平面内，对于每个分数波元件，该平面垂直于通过该控制器的光束的传播轴。每个波片上的点描述该传播轴通过每个波片的点。
现有技术图1中所示的设备，如果所有三个波片10、11和12可以独立旋转，则允许从输入光束1的变化的偏振状态到输出光束2的所需的偏振状态的无限范围的一般偏振转换；但是，第二1/4波片是与第一1/4波片同步旋转的，使得它们的相对方位总是恒定的。因此，该偏振控制器仅允许调节两个独立的参数，即，用α/2表示的1/4波片10的角度方位，以及用γ/2表示的中间半波片11的角度方位。第二1/4波片12关于第一1/4波片10的角度偏移用ε/2表示，并且可以是0与2π之间范围内的任意值。尤其是，1/4波片12的角度方位可以与第一1/4波片平行(ε=0)。在这种情况下，整个控制器的作用类似一个循环的可旋转的波片，具有循环可调节的线性相位延迟。当ε=π(交叉的1/4波片)时，控制器的作用类似一个广义的半波片，产生恒定相位延迟π的循环可调节的椭圆双折射。
图1中的设备可以通过使用可购买到的且熟练的技术人员熟知的大量光学实现。用于波片的变换器或机电控制的旋转级(没有显示)可以用于改变每个波片的角度方位。类似于图3中所示的一个控制电路可以适用于与波片和旋转级一起使用，以产生控制信号，用于使波片旋转，以及用于保证1/4波片10和12的同步旋转。
图1中的设备的一个集成光学实现在现有技术图2中显示。该偏振控制器在一个低双折射的、x-截止、z传播的LiNbO3基底20上制成，并与一个标准的钛内扩散(titanium-indiffused)的单模式波导21一起操作。它利用与三个可旋转的分数波片对应的三个级联的电极部分。每个部分引入一个可调节的TE TM模式转换和相对的TE-TM相移的混合，即，不同的方位但恒定的相位延迟的线性双折射。TE TM模式转换是通过r61电光系数实现的，通过施加公共驱动电压分量VCi，其中i=1、2或3，到波导21的顶部上面的任意一侧电极25的部分电极对，即，电极22-22’、电极23-23’和电极24-24’，而TE-TM相移是通过r22和r12电光系数实现的，通过在电极25的任意一侧上的部分电极对施加相反的驱动电压分量VSi/2和-VSi/2。波导21上的中间电极25显示连接到地。在一个特定部分中，驱动电压分量和地面电势可以以不同的组合施加到该三个电极(例如电极22、22’和25)。
由电极22和22’和接地电极25构成的第一电极部分由以下电压驱动
VC1=(V0/2)sinα
VS1=VT+(Vπ/2)cosα
当用这些电压驱动时，集成光学装置的该部分据说作用类似于方位为可变角度α/2的一个1/4波片。
由电极23和23’和接地电极25构成的第二电极部分由以下电压驱动
VC2=(V0/2)sinγ
VS2=VT+(Vπ)cosγ
当用这些电压驱动时，集成光学装置的该部分据说作用类似于方位为可变角度γ/2的一个半波片。
由电极24和24’和接地电极25一起构成的第三电极部分由以下电压驱动
VC3=(V0/2)sin(α+ε)
VS3=VT+(Vπ/2)cos(α+ε)
当用这些电压驱动时，集成光学装置的该部分据说作用类似于方位为可变角度(α+ε)/2的一个1/4波片。
在定义加到上述所有三个电极部分的驱动电压的方程中，V0表示对于整个TE TM转换所需的电压，Vπ表示用于引入TE-TM相移π的电压。附加的偏置电压VT被用于补偿波导中的任何剩余的双折射。在操作中的偏振控制器的一个示例性实施例中，偏置电压确定为以下值V0～19V,Vπ～26V以及VT～54V，其中偏振控制器具有大约5.2cm的长度。
对于实际应用，两种特殊情况ε=0和ε=π受到特别注意。在第一情况下，两个1/4波片部分由相同的电压驱动，
VC3=VC1
VS3=VS1
而在第二情况下，两个1/4波片部分实质上由相反极性的电压驱动。
VC3=-VC1
VS3=-VS1+2VT
美国专利5,212,743描述了该偏振控制器内的电光操作。
偏振控制器中的公共电极必须理想地与该内扩散的导向部分芯片对准。在全偏振转换所需的很长的长度上，从一端到另一端存在一个对准偏移。这个小的对准偏移使得电场非均匀旋转。以这种方式旋转导致合成的轮廓是不理想的，并且在一些情况下可能有拐点，如图6a、6b和6c中的HWP图解所示；在该例子中，HWP在电极上没有相位偏移。如果该1/4波部分被分成更小的部分，则每个部分可以被精细地调节，使得波导的平行不理想制造效应将被消除。对一个波片进行的细分越多，则该波片将变得越理想。在一个理想的1/4或半波片中，对于该电光波片的所有旋转角度，净延迟将分别产生一个1/4或半波片。这被实验确定了，由此如果该波片是不理想的，则该控制器将出现假信号脉冲。在不理想操作中，对于一个给定的全波片旋转，该延迟将不会保持恒定，并且作为角度的函数变化。在一个假信号脉冲的例子中，波片在一个固定位置抖动，同时所需的输出SOP的功率下降，有效地使得一个Poincare球上的会聚点变大。例如一个非理想波片可以如图6a、6b和6c中所见，与图7a、7b和7c相比，其中偏振转换空间(S1、S2和S3为通常的Stokes矢量)的轮廓中出现一个拐点。该控制器可能以一个给定角被捕获在该点中，此时其它波片将无法提供需要的延迟以保持一个恒定的输出功率，并且因此将产生假信号脉冲。波片越理想，从输入SOP到所需输出SOP的转换越理想，并且因此所需的输出SOP点尺寸，或所需的输出功率波动越小。通过向较小的细分施加相位偏移而改进每个波片，该装置表现出一个更需要的SOP点尺寸。这在图7a、7b和7c中所示，其中与图6a、6b和6c相比输出被显著改进，并且其中HWP由四个1/8部分一起定相组成。
使用例如Heismann公开的一个装置中的三个固定部分，产生有限的跟踪，但是申请人在说明如Heismann中所述将最后的QWP连接到最开始的QWP产生满意结果时有困难。在本发明中，至少三个不同的抖动参数被理想地使用，每个波片使用一个。
现在参考图3，示出本发明的一个实施例，其中单块双折射材料130被显示具有电极对(V1V2)、(V1’V2’)、(V3V4)、(V3’V4’)、(V3”V4”)、(V3”’V4”’)、(V5 V6)和(V5’V6’)，构成一个偏振控制器。当然具有相关的控制电路的一个适当编程的控制器，没有示出，被要求响应被探测的偏转状态向这些电极合适地施加所需电压。
第一1/4波片通过向电极对，电极(V1V2)和(V1’V2’)关于一个公共中间放置的接地终端GND施加电压构成。第一半波片通过向电极对(V3V4)、(V3’V4’)、(V3”V4”)、(V3”’V4”’)关于该公共中间放置的接地终端GND施加电压构成；以及，第二1/4波片通过向电极对(V5V6)和(V5’V6’)关于该公共中间放置的接地终端GND施加电压构成。
例如，第一1/4波片将具有以下形式的电压：
V1=VS1*sin(θ)+VS1*cos(θ)+VT1
V2=VS2*sin(θ)+VS2*cos(θ)+VT2
并且第二两个电压包括以下形式的两个第二子电压：
V1’=VS1’*sin(θ+α)+VS1’*cos(θ+α)+VT1’
V2’=VS2’*sin(θ+α)+VS2’*cos(θ+α)+VT2’
其中0＜α＜360°并且其中θ可以为任意角且循环变化。
通过设置角度α为0,VS1=VS1’,VC1=VC1’,VT1=VT1’,VS2=VS2’,VC2=VC2’,VT2=VT2’，可以发现主电压轮廓。
因此，通过改变驱动电压、α、……之间的相位关系，以及改变第二链接部分、或随后的链接部分上的驱动电压幅值，可以实现精细调谐，直到得到需要的波片轮廓。
图4是根据本发明的一个控制电路的简化示意图。数字信号处理器(DSP)提供值到模数(D/A)变换器112，模数变换器提供控制信号到放大器110。该放大器的输出终端直接耦合到被施加电压的波导的终端。通过经由模数(A/D)变换器116提供到DSP114的一个误差反馈信号保持控制。在操作中，波片部分顺序抖动。
图5是根据本发明的一个实施例的理想1/4波片140的示意图。该1/4波片140由一个合适长度的双折射材料，例如一个低双折射的、x-截止、z传播的LiNbO3基底20构成，并与一个钛内扩散的单模式波导142一起操作。中间电极146连接到地。要理解到驱动电压分量和地面电势可以以不同的组合施加到该5个电极，V1V2、V1’V2’和146。1/4波片140实际上包括两个1/8波片，并且每个1/8波片可以单独控制。
有利地是，向基于波导的偏振控制器的两个或多个更短部分施加电压，以及改变相邻部分之间的施加电压的相位关系，以获得一个更理想的π/2、π或2π或其倍数延迟，将导致一个分段波片成为单个整体，但是由相位分离的单个电压组成。根据本发明以上述方式施加不同的正弦和余弦系数，对于所有旋转角提供了一个比按类似原理操作的现有技术装置更可控制的理想波片。
本发明的许多其它实施例可以想象得到，而不偏离本发明的精神和范围。例如，本发明不限于提供共用一个公共地终端的两对电极；在没有显示的其它实施例中，甚至可以提供更多的电极对以构成一个1/4或半波片或波片。
在图9所示的另一个实施例中，电极位于一块双折射材料的两对相对面；为了提供类似的控制，使得对于所有旋转角可以获得一个固定的延迟，波片可以具有几个部分，其间被施加具有一个相位偏移的实质上相同的电压。因此具有相位偏移的电压可以被施加到终端Vx1和Vx2并且在其它两个相对面上的正交终端上，具有一个相位偏移的电压可以被施加到终端Vy1和Vy2。

Claims (13)

1．一种电光波片，用于改变通过波片的光的偏振状态，同时当该电光波片的主双折射轴旋转时，用于提供一个基本恒定的双折射，该电光波片包括：
一个双折射材料，具有两个正交的主双折射轴，当施加合适的电压时该双折射轴可旋转，该双折射材料具有第一端和第二端，并且具有在该两端之间定义的长度L的纵轴；
用于沿长度L沿顺序的或相邻的区域可控制地提供至少两个相关的不同的电压的设备，用于沿长度L提供一个可控制的和变化的电场，使得当通过改变至少该电压使该电光波片的双折射轴旋转时，长度L的波片的延迟保持基本恒定，其中该至少两个不同的电压之间具有相位关系或相位及幅值关系。
2．如权利要求1所述的电光波片，其中对于通过波片的一个预定波长的光，该基本恒定的总延迟等于1/4波长或半波长，并且其中该电压适合于基本补偿该双折射材料中的变化和/或适合于克服性能方面的非均匀性，这些情况在不存在沿长度L的变化的电场以及存在沿长度L的不变化的电场时则会发生。
3．如权利要求1所述的电光波片，其中该至少两个不同的电压之间具有一个恒定的相位偏移。
4．如权利要求1所述的电光波片，其中该两个不同的电压的形式为
V1=VS1*sin(θ)+VC1*cos(θ)+VT1
V1’=VS1’*sin(θ+π)+VC1’*cos(θ+π)+VT1’
5．如权利要求1所述的波片，其中该两个不同的电压的形式是一个第一正弦电压和一个第二正弦电压，二者除了具有一个相位偏移之外基本相同。
6．如权利要求1所述的电光波片，其中该波片提供一个恒定的1/4或半波延迟，其中该两个不同的电压的第一个包括两个第一子电压，形式是：
V1=VS1*sin(θ)+VC1*cos(θ)+VT1
V2=VS2*sin(θ)+VC1*cos(θ)+VT2
并且其中该两个电压的第二个包括两个第二子电压，形式是：
V1’=VS1’*sin(θ+α)+VC1’*cos(θ+α)+VT1’
V2’=VS2’*sin(θ+α)+VC2’*cos(θ+α)+VT2’
其中0＜α＜360°并且其中θ可以为任意角且循环变化。
7．一种偏振控制器，包括如权利要求1所述的一个波片，并且进一步包括与此光学耦合的两个其它波片。
8．一种1/4波片或半波片，包括沿一块双折射材料分布的第一电极，用作电压终端，以响应两个不同的被加电压，提供同时通过该材料的两个不同的且相关的电场；
沿该块双折射材料分布的第二电极，用作电压终端，以响应两个其它的被加电压，提供同时通过该材料的两个其它的电场；以及
用于施加以下形式的电压
V1=VS1*sin(θ)+VC1*cos(θ)+VT1
V2=VS2*sin(θ)+VC2*cos(θ)+VT2
到该第一电极，以及
以下形式的电压
V1’=VS1’*sin(θ+α)+VC1’*cos(θ+α)+VT1’
V2'=VS2’*sin(θ+α)+VC2’*cos(θ+α)+VT2’
到该第二电极的设备，
其中0＜α＜360°并且其中θ可以为任意角且循环变化。
9．一种偏振控制器，包括可电子控制的波片，以预定的空间关系排列，具有相同的传播纵轴，以允许入射到其中一个波片的光通过其它的波片传播，至少其中一个波片由多对沿双折射材料分布的电极构成，当被施加合适的电压时，沿通过该材料的传播轴向在其中传播的光提供不同的电场；以及
用于向通过该电光材料的光提供合适的施加电压以产生该至少两个不同的电场的设备，使得其中一个波片使得对于通过波片的光产生一个基本的1/4或半波长延迟，其中该至少两个不同的电场的幅值和相位保证当该波片的双折射轴旋转时通过所述一个波片的延迟基本恒定。
10．如权利要求9所述的偏振控制器，其中该波片在同一块电光材料上构成，并且其中每个该波片具有至少两对终端用于在每个波片上施加至少两个相关的不同的电压。
11．如权利要求10所述的偏振控制器，其中每个1/4波片由两个1/8波片构成，每个1/8波片具有一个可控制的电压源。
12．一种提供一个近理想的1/4或半波片的方法，包括以下步骤：
发射一个信号到一块具有长度L的电光材料；以及
提供两个不同的电压到该块电光材料，沿该长度L产生通过电光材料的两个不同的电场，其中该电压之间具有幅值或相位关系；并且保证当存在该两个不同电场时该长度和电压的结果足以产生沿该长度L的基本恒定的延迟。
13．一种偏振变换器，用于控制一个光学信号的偏振和相位，包括：
一块电光材料，其上具有多个电极对，用于向其施加正交电压，每对终端具有一个位于其间的第三公共终端，所述该块双折射材料，当存在用于构成近理想的可控制的波片的一个施加电压时，第一多个电极对用于对通过该块的光学信号引入一个基本大约π/2弧度的相位延迟，并且构成第一1/4波片；第二多个电极对用于对通过该块的光学信号引入一个基本大约π弧度的相位延迟，并且构成第一半波片；以及，第三多个电极对用于对通过该块的光学信号引入一个基本大约π/2弧度的相位延迟，并且构成第二1/4波片。
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