[發明專利]新型光學退偏器

有效

• 申請號: 201210245354.3
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102749719A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 何冬玲;趙澤雄;潘鑫;賀譚斌
• 申請（專利權）人: 珠海保稅區光聯通訊技術有限公司
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

技術領域

本發明涉及一種新型光學器件，尤其涉及一種用于對偏振光進行退偏的新型光學退偏器。

背景技術

隨著網絡通訊的發展，光纖網絡的數據傳送速度越來越快，對光纖網絡的容量要求也越來越高。現有光纖網絡傳輸的大多為偏振光，由此帶來的器件偏振相關損耗、偏振相關增益等對偏振光敏感的干擾，都影響光纖網絡傳輸信號的質量。因此，現有的一些光纖網絡使用光學退偏器實現對偏振光進行退偏處理，以將偏振光變成非偏振光。

常見的光學退偏器是Lyot退偏器，該退偏器的結構如圖1所示。Lyot退偏器由兩段雙折射晶體或雙折射光纖構成，以雙折射晶體為例，圖1所示的Lyot退偏器由第一段雙折射晶體11及第二段雙折射晶體12構成，第一段雙折射晶體11的末端與第二段雙折射晶體12的首端對接。并且，第一段雙折射晶體11的長度為L1，第二段雙折射晶體的長度為L2，且L2是L1的兩倍。

參見圖2，在第一段雙折射晶體11與第二段雙折射晶體12相接面上，第一段雙折射晶體11的光軸方向Y與第二段雙折射晶體12的光軸方向Y'之間形成45°的夾角。

參見圖3，入射光u(0)從第一段雙折射晶體11的入射端入射后，沿著光軸方向分解成偏振態相互垂直的兩個光分量：尋常光(o光)和非尋常光(e光)，在圖3中分別表示為u_x(0)以及u_y(0)。兩個光分量u_x(0)以及u_y(0)相對于第一段雙折射晶體11的折射率不相同，稱為o光折射率與e光折射率，因此兩個光分量u_x(0)以及u_y(0)在第一段雙折射晶體11內傳播速度也是不一樣的。兩個光分量u_x(0)以及u_y(0)經過第一段雙折射晶體的長度L1后為光分量u_x(L1)以及u_y(L1)，兩個光分量u_x(L1)以及u_y(L1)之間產生時間差，即延時τ₁為

??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（式1）

式1中，Δn為o光折射率與e光折射率的差值，c為光速。

類似的，光分量u_x(L1)入射到第二段雙折射晶體12后沿著光軸垂直和平行方向再次分解成兩個偏振態相互垂直的光分量u_xx'?(L1)以及u_xy'?(L1)，光分量u_xx'?(L1)以及u_xy'?(L1)經過第二段雙折射晶體的長度L2后為光分量u_xx'?(L2)以及u_xy'?(L2)。

光分量u_y?(L1)入射到第二段雙折射晶體12后沿著光軸垂直和平行方向再次分解成兩個偏振態相互垂直的光分量u_yx'?(L1)以及u_yy'?(L1)，光分量u_yx'?(L1)以及u_yy'?(L1)經過第二段保偏光纖的長度L2后為光分量u_yx'?(L2)以及u_yy'?(L2)。

由于不同偏振態的光分量在雙折射晶體中傳播時存在時間差，形成了延時，如光分量u_xx'?(L2)與光分量u_xy'?(L2)之間的延時為τ₂。

為了滿足將偏振光變為非偏振光的要求，需要到達第二段雙折射晶體12出射端的各個光分量互不相干，即要求，，其中τ_c是傳輸光的相干時間，這樣，需要第一段雙折射晶體11的長度L1與第二段雙折射晶體12的長度L2滿足以下要求：

???????????????????（式2），?????????（式3）

但是，現通訊系統常用的是光譜分布相對較窄帶光源，如拉曼放大器等。由于雙折射晶體中o光與e光之間的折射率差值Δn較小，則該退偏器需要總長度上百毫米的兩段雙折射晶體才能實現退偏。由于雙折射晶體成本較高，如此長的雙折射晶體也難以生產及裝配，因此該退偏器一般只適用于退偏寬光譜的光源，不能用于相干長度較長的常用準單色光的退偏，導致該退偏器的使用范圍受到極大的限制。