[實用新型]兼有任意偏振態(tài)轉(zhuǎn)化功能的光纖偏振態(tài)穩(wěn)定裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920105266.7
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN201345015Y
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉光;席麗霞;方光青;趙鑫媛;張文博;余和軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G02F1/00
• 分類號: G02F1/00;G02F7/00;G06N3/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 閆立德

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于一種兼有任意偏振態(tài)轉(zhuǎn)化功能的光纖偏振態(tài)穩(wěn)定裝置。

背景技術(shù)

光信號在傳輸過程中由于光纖的扭曲、旋轉(zhuǎn)、擠壓等原因，將發(fā)生偏振態(tài)的改變。這對于偏分復用、相干接收等需要保持偏振態(tài)穩(wěn)定的系統(tǒng)而言，無疑是一個亟待解決的問題。因此，控制和穩(wěn)定光纖中的偏振態(tài)成為偏分復用系統(tǒng)及相干檢測等研究的重點和難點。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提出兼有任意偏振態(tài)轉(zhuǎn)化功能的光纖偏振態(tài)穩(wěn)定裝置，該裝置既可以將任意的輸入光信號的偏振態(tài)轉(zhuǎn)化成所需的目標偏振態(tài)，也可以實現(xiàn)在線跟蹤，將輸入光信號的偏振態(tài)穩(wěn)定在目標偏振態(tài)上。為此，本實用新型采用所述的穩(wěn)定裝置具有：

偏振控制器，由四個波片組成，是一種角度固定，相差可變的偏振控制器，其四個波片的角度分別是45°、0°、45°、0°，可變相差由施加在波片上的電壓控制，控制電壓的范圍是0--10V，可實現(xiàn)0～5π的相位變化；

偏振檢測儀，用于檢測偏振控制器輸出信號的偏振態(tài)，它輸出四路電壓V0、V1、V2、V3，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和矩陣運算后得到斯托克斯矢量的四個分量；

數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用于連接數(shù)據(jù)處理單元和偏振控制器；

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于連接數(shù)據(jù)處理單元和偏振檢測儀；

數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元的硬件部分為高速數(shù)字信號處理器(DSP)或計算機，控制算法采用粒子群優(yōu)化(PSO)算法搜索并跟蹤要輸出的目標偏振態(tài)，并將其反饋給偏振控制器以實現(xiàn)對入射光信號偏振態(tài)的穩(wěn)定控制。

上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了本實用新型的目的。

本實用新型的優(yōu)點是可以將任意的輸入光信號的偏振態(tài)轉(zhuǎn)化成所需的目標偏振態(tài)，也可以實現(xiàn)在線跟蹤，將輸入光信號的偏振態(tài)穩(wěn)定在目標偏振態(tài)上。利用實驗室現(xiàn)有的硬件設(shè)備，所能穩(wěn)定跟蹤的偏振態(tài)的響應(yīng)速度最高達12.8krad/s(12.8千弧度/秒)，且應(yīng)用可行，前景廣泛。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)的示意圖

圖2為本實用新型的工作流程圖

具體實施方式

如圖1和圖2所示，一種兼有任意偏振態(tài)轉(zhuǎn)化功能的光纖偏振態(tài)穩(wěn)定裝置，由偏振控制器2、偏振檢測儀3、模擬數(shù)字變換器5、數(shù)據(jù)處理單元6和數(shù)字模擬變換器7組成。所述的穩(wěn)定裝置具有：偏振控制器2，由四個波片組成，是一種角度固定，相差可變的偏振控制器，其四個波片的角度分別是45°、0°、45°、0°，可變相差由施加在波片上的電壓控制，控制電壓的范圍是0--10V，可實現(xiàn)0～5π的相位變化；偏振檢測儀，用于檢測偏振控制器輸出信號的偏振態(tài)，它輸出四路電壓V0、V1、V2、V3，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后和矩陣運算后得到斯托克斯矢量的四個分量；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，用于連接數(shù)據(jù)處理單元和偏振控制器；模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于連接數(shù)據(jù)處理單元和偏振檢測儀；數(shù)據(jù)處理單元6，其硬件部分為高速數(shù)字信號處理器(DSP)或計算機，控制算法采用PSO算法搜索并跟蹤要輸出的目標偏振態(tài)，并將其反饋給偏振控制器以實現(xiàn)對入射光信號偏振態(tài)的穩(wěn)定控制。

所述的偏振控制器連接偏振檢測儀，偏振檢測儀通過模擬數(shù)字變換器連接數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元通過數(shù)字模擬變換器連接偏振控制器。

所述的穩(wěn)定裝置的輸入端1與光纖通信線路或任意偏振態(tài)的入射光路相連，穩(wěn)定裝置的輸出端4與上述線路的光接收端相連。

數(shù)據(jù)處理單元是含有PSO算法及搜索跟蹤程序的高速數(shù)字信號處理器(DSP)或者計算機。

本實用新型原理是任意偏振態(tài)的入射光經(jīng)過(電控)偏振控制器后偏振態(tài)發(fā)生改變。偏振檢測儀監(jiān)測改變后的偏振態(tài)，并將結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元采用PSO算法搜索并跟蹤要輸出的目標偏振態(tài)，并將其反饋給偏振控制器以實現(xiàn)對入射光信號偏振態(tài)的穩(wěn)定控制。

數(shù)據(jù)處理單元的控制算法采用PSO算法，搜索并跟蹤所選用的目標函數(shù)的最大值。目標函數(shù)選取一個具有單凸最大值的函數(shù)：