[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410356482.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104076505A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈常宇;陳德寶;劉樺楠;魏健;路艷芳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)計(jì)量學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G02B26/00
• 分類(lèi)號(hào): G02B26/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器，屬于光纖偏振技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空心光子晶體光纖由帶氣孔的微結(jié)構(gòu)包層和中空的纖芯組成，傳輸機(jī)理和傳統(tǒng)的纖芯內(nèi)全反射導(dǎo)光機(jī)理有本質(zhì)的不同，因此空心光子晶體光纖和傳統(tǒng)的實(shí)芯硅光纖相比有很多獨(dú)特的性能，如不產(chǎn)生非線性效應(yīng)，光纖的損傷閥值也更高，低的彎曲損耗，光纖端面菲涅耳反射估計(jì)小于10^-4，二氧化硅材料組成可達(dá)60％，方便和傳統(tǒng)光纖的熔接等處理，光纖的材料有單一的純二氧化硅組成，有利于提高光纖的溫度穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器。該裝置能夠通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)三個(gè)壓力盤(pán)施加的壓力的大小獲得各種類(lèi)型的偏振光。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、兼容性好等特點(diǎn)。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器，其特征在于：由分布反饋激光器(1)、入射光纖(2)、起偏器(3)、連接光纖(4)和空心光子晶體光纖(5)、壓力盤(pán)(6)、出射光纖(7)、偏振分析器(8)組成；分布反饋激光器(1)與起偏器(3)通過(guò)入射光纖(2)相連接，空心光子晶體光纖(5)和入射光纖(2)通過(guò)光纖接頭相連接，壓力盤(pán)(6)包括三個(gè)相同的部件，三個(gè)壓力盤(pán)固定在空心光子晶體光纖上，第一個(gè)壓力盤(pán)與第二個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，第二個(gè)壓力盤(pán)與第三個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，偏振分析器(8)通過(guò)出射光纖(7)與空心光子晶體光纖(5)相連接。

所述的一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器，其特征在于：空心光子晶體光纖(5)纖芯直徑平均為10.9微米，包層空氣孔間距為3.8微米，多孔區(qū)域直徑70微米，中心工作波長(zhǎng)1550納米。

所述的一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器，其特征在于：壓力盤(pán)(6)包括三個(gè)相同的部件，均固定于空心光子晶體光纖(5)上，每個(gè)壓力盤(pán)周期分布長(zhǎng)度約為20毫米，第一個(gè)壓力盤(pán)與第二個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，第二個(gè)壓力盤(pán)與第三個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度。

本發(fā)明的工作原理是：分布反饋激光器(1)發(fā)出中心波長(zhǎng)為1550納米的光波，通過(guò)入射光纖(2)進(jìn)入起偏器(3)，從起偏器(3)中出射的為線偏振光，線偏振光通過(guò)連接光纖(4)進(jìn)入空心光子晶體光纖(5)。空心光子晶體光纖上面有三個(gè)相同的壓力盤(pán)，用于對(duì)該部分光纖施加壓力，第一個(gè)壓力盤(pán)與第二個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，第二個(gè)壓力盤(pán)與第三個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，當(dāng)通過(guò)各個(gè)壓力盤(pán)對(duì)空心光子晶體光纖施加壓力時(shí)，光纖會(huì)發(fā)生形變，纖芯以及包層空氣孔的形變都會(huì)引起空心光子晶體光纖的雙折射效應(yīng)，三個(gè)不同方向的壓力的不同會(huì)產(chǎn)生不同的雙折射效應(yīng)，從而光纖中傳播的線偏振光的偏振狀態(tài)也會(huì)隨著空心光子晶體光纖形變的不同而產(chǎn)生不同性質(zhì)的偏振光，偏振光的狀態(tài)可以通過(guò)偏振分析器來(lái)確定。

本發(fā)明的有益效果是：該裝置能夠通過(guò)調(diào)節(jié)對(duì)壓力盤(pán)施加壓力的大小獲得各種類(lèi)型偏振光，同時(shí)該偏振控制器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、損耗小、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的基于空心光子晶體光纖的偏振控制器示意圖；

圖2是本發(fā)明的對(duì)應(yīng)于不同外包層厚度時(shí)壓力大小與雙折射率相位差的關(guān)系；

圖3是本發(fā)明的空心光子晶體光纖在壓力作用下形變示意圖；

圖4是本發(fā)明的偏振光狀態(tài)的邦加球分析示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

參見(jiàn)附圖1，一種基于空心光子晶體光纖的偏振控制器，其特征在于：由分布反饋激光器(1)、入射光纖(2)、起偏器(3)、連接光纖(4)和空心光子晶體光纖(5)、壓力盤(pán)(6)、出射光纖(7)、偏振分析器(8)組成；分布反饋激光器(1)與起偏器(3)通過(guò)入射光纖(2)相連接，空心光子晶體光纖(6)和入射光纖(2)通過(guò)光纖接頭相連接，壓力盤(pán)(6)包括三個(gè)相同的部件，三個(gè)壓力盤(pán)固定在空心光子晶體光纖上，第一個(gè)壓力盤(pán)與第二個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，第二個(gè)壓力盤(pán)與第三個(gè)壓力盤(pán)夾角為45度，偏振分析器(8)通過(guò)出射光纖(7)與空心光子晶體光纖(5)相連接。

本實(shí)例中選用的分布反饋激光器(1)中心波長(zhǎng)為1550納米，連接光纖(4)、入射光纖(2)和出射光纖(7)均以纖芯直徑為9微米，包層直徑為125微米的單模光纖，空心光子晶體光纖作為偏振控制器纖芯直徑約為10.9微米。圖2是本發(fā)明的壓力大小與雙折射率相位差的關(guān)系示意圖，當(dāng)周期20毫米情況下，引入360度相位差所需的壓力是7.5*10⁶帕，此時(shí)的包層厚度是25微米，若把包層厚度降為10微米，所需壓力僅為1.25*10⁶帕。圖3是空心光子晶體光纖在外加壓力下的形變示意圖，纖芯及包層中的氣孔在壓力作用下都會(huì)發(fā)生形變，從而引起光纖內(nèi)的雙折射效應(yīng)，這是該偏振控制器的工作原理。圖4是偏振光狀態(tài)對(duì)應(yīng)的邦加球分析示意圖，第一個(gè)盤(pán)施加壓力使得偏振光的狀態(tài)沿SS′變化，第二個(gè)盤(pán)施加壓力使得偏振光的狀態(tài)沿S′S“變化，第三個(gè)盤(pán)施加壓力使得偏振光的狀態(tài)沿S″S″′，任意偏振狀態(tài)的偏振光均可以通過(guò)調(diào)節(jié)三個(gè)壓力盤(pán)施加壓力的大小來(lái)獲得，輸出偏振光的最終偏振狀態(tài)為S″′。