[發明專利]一種偏振控制方法及其控制系統

無效

• 申請號: 200910067964.7
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101504555A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 姚曉天;劉鐵根;王鐵城;萬木森
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05D25/02
• 分類號: G05D25/02;G05B13/02;G02B27/28;G06N3/00
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯 力

1、一種偏振控制方法，其特征是該方法包括：

第一、將任意偏振態的光信號輸入到偏振控制器中；

第二、偏振控制器的輸出光通過分光鏡耦合部分光進入偏振分束器，其余部分的輸出光作為接收端最終接收到的光信號；

第三、利用偏振分束器檢偏功能得到目標方向的線偏光；

第四、用光電探測器對第三步線偏光的光功率進行探測，并轉化為相應的電信號；

第五、由計算機通過采集電路采集第四步的電信號；

第六、由計算機運行程序，利用局部粒子群算法對施加到偏振控制器上的最佳電壓值進行搜索，從而實現偏振態的控制。

2、根據權利要求1所述的方法，其特征是所述的局部粒子群算法的過程如下：

采用偏振控制器的三個擠壓器進行偏振控制，并用下述方程表征：

P＝F(V₁，V₂，V₃)

其中P為期望輸出偏振態方向或其正交方向的光功率，V_i，i＝1，2，3，為三個擠壓器上所施加的電壓值；當P達到最大值或最小值時的V_i值為最佳電壓值，此時輸出光為期望偏振態，實現控制的目的；因此算法搜索過程如下：

第一、目標搜索空間設定為三維空間，空間范圍由擠壓器上所能施加的最大電壓值確定；搜索粒子設定為20個，每個粒子在搜索空間中的位置用一個三維向量表示，因此向量中的具體數值分別表征三個擠壓器上所施加的電壓值；每個粒子的速度也為一個三維向量，表征粒子在空間中朝各個方向飛行的速度分量，從而更新粒子在空間的位置；

第二、將每個粒子所對應的三個電壓值施加到偏振控制器上，期望輸出偏振態方向或其正交方向的光功率即為該粒子的適應度，即對應的目標函數值；

第三、將每個粒子在搜索過程中得到的最佳的目標函數值作為個體的最佳值，對應的向量作為個體最佳解；

第四、根據拓撲結構進行分組，并相應得到搜索過程中每組的最佳目標函數值和對應的解；

第五、比較所有粒子的個體最佳值從而得到整體的最佳值，對應的向量作為最佳解；

第六、根據個體最佳解和所在組的最佳解對每個粒子的飛行速度及空間位置進行更新，從而使粒子飛向整體最佳解；

第七、當前整體最佳值與理論該方向的光功率之間的誤差滿足誤差要求時則停止搜索，否則繼續第二到第七步。

3、一種實現權利要求1所述偏振控制方法的控制系統，其特征是該系統包括：

偏振控制器：擠壓方向成45°交錯排列的擠壓光纖式偏振控制器，控制過程中使用其中三個光纖擠壓器，對擠壓器施加不同的電壓能夠導致輸出信號偏振態的不同；

分光鏡：用于耦合部分偏振控制器輸出的光信號，并送入偏振光分束器，另一路輸出光作為接收端最終接收的光信號；

偏振光分束器：具有偏振方向選擇功能，用于接收分光鏡送入的光信號，并得到沿某一方向偏振的線偏光；

光電探測器：用于接收偏振光分束器輸出的線偏光信號，將探測到的光功率作為反饋信號；

采集電路：設置于計算機采集卡上，用于對光電探測器輸出的反饋信號進行采集；

計算機：用于優化算法的迭代搜索部分，通過計算機中軟件編程實現，并將搜索結果反饋偏振控制器。