[發明專利]一種激光偏振態控制穩定裝置和控制穩定方法

有效

• 申請號: 201611253656.X
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106785868B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 劉鵬飛;韋佳天;呂宏偉;許黨朋;謝征;張新立;陳峰;楊小亮;蔣中平;劉志強;趙灝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所;桂林大為通信技術有限公司;桂林信通科技有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/13
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波;馬蘭

本發明為一種激光偏振態控制穩定裝置及控制穩定方法，本裝置偏振控制器、起偏器和分束器依次經光纖連接，分束器分出較大光束為輸出，較小束為監測光接到電控組件，后者的控制電壓接入光纖擠壓型偏振控制器。本方法電控組件對偏振控制器各擠壓件預置電壓，依次掃描各個擠壓件控制電壓，將各擠壓件控制電壓均設置為掃描中線偏振態輸出最大時對應電壓，即偏振控制器最優控制電壓。穩定控制時監測當前線偏振態輸出并與最大輸出比較，二者差大于閾值時調整各擠壓件控制電壓，使輸出保持最大。重復穩定控制。當某擠壓件控制電壓達控制邊緣對其控制電壓進行步進加減調離邊緣。本發明快速有效得到偏振控制器最優控制電壓；長時間保證線偏振輸出最大。

技術領域

本發明屬于激光技術領域，具體涉及一種激光偏振態控制穩定裝置和控制穩定的方法。

背景技術

偏振態作為光波的一項重要的基本特性，其在高速光通信、相干光通信、光量子通信、光纖傳感、高功率激光裝置等領域均有重要的影響及應用。若已知輸入光的偏振態，通過配置一系列波片，即可獲得任意期望偏振態的輸出。對于未知的偏振態輸入，為獲得期望的偏振態輸出，控制方法主要有以下四種：

1)基于光功率的偏振態控制方法。

該方法利用偏振分束器獲取某一偏振方向的偏振分量，基于該偏振方向的光功率值并配合搜索算法，對偏振控制器進行控制，即可實現輸出光偏振態的控制及穩定。該方法提取的信息量有限，主要用于實現任意偏振態輸入到線偏振輸出的狀態轉換。

此方法由于其提取的信息量有限，無法給出明確的控制量，為了實現最優的偏振態控制，一般需要采用各種尋優算法(包括模擬退火算法、粒子群算法、遺傳算法等)，但無論采用哪種尋優方法，均存在一定的盲目性以及大量的嘗試，而尋優過程存在的大量局部最優值，實際偏振控制器件存在的滯回特性也將會對算法的搜索造成影響，因此尋優時間的長短存在不確定性，而尋優結果亦可能陷于局部最優。

2)基于偏振態檢測的偏振態控制方法

該方法需要對當前輸出光偏振態進行最少一次探測，獲取當前輸出光的偏振態的描述參數，隨后基于該描述參數，快速調整，實現任意偏振態的輸出。該方法控制精度高、響應速度快，但需要對偏振態進行檢測，裝置復雜。

3)基于干涉信號的偏振態控制方法

該方法常見于光纖傳感系統中，通過獲得包含偏振態信息的干涉信號，并配合搜索算法，調整偏振控制器，實現所需偏振態的控制及穩定。該方法不理會輸入輸出光的偏振態，其目標是獲得期望的干涉信號。

4)基于拍頻信號的偏振控制方法

該方法通過探測頻率相近的雙波長正交偏振光通過起偏器后表現出的拍頻信號，提取雙波長激光的偏振態信息，然后進行反饋控制，實現雙波長正交偏振光的偏振態控制和穩定。該方法可以實現雙波長乃至多波長的偏振態控制，具有較高的靈敏度。該方法主要應用于頻率相近的雙波長系統中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光偏振態控制穩定裝置和控制穩定方法?？焖賹崿F控制電壓的搜索和輸出偏振態的穩定，克服現有的偏振態控制穩定方法的不完善性。

本發明提供的一種激光偏振態控制穩定裝置，包括偏振控制器、起偏器、分束器和電控組件，偏振控制器、起偏器和分束器依次經光纖連接，激光輸入偏振控制器，分束器將光束分為2路，比較大的一束作為輸出激光，比較小的一束作為監測光信號連接到電控組件，電控組件輸出的控制電壓信號接入偏振控制器。起偏器與偏振控制器連接的輸入光纖為普通單模光纖，起偏器與分束器連接的輸出光纖為保偏光纖。

所述分束器的分束比為(90:10)～(99:1)。

所述的偏振控制器為光纖擠壓型偏振控制器，包含4個擠壓件，相鄰擠壓件間成45度夾角。