用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法
【專利摘要】一種用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法，其方案為：1）設(shè)定一參考起偏方向，2）將雙波長正交偏振光的當(dāng)前起偏方向與參考起偏方向進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，計(jì)算出雙波長正交偏振光的當(dāng)前起偏方向與參考起偏方向的夾角a，3）根據(jù)夾角a的大小，采用偏振控制器對雙波長正交偏振光的起偏方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使夾角a減小；4）重復(fù)步驟2）、3）的操作，使夾角a的數(shù)值收斂于0。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提出了一種適合于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法。
【專利說明】用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種偏振控制技術(shù)，尤其涉及一種用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光的偏振態(tài)是光的四大關(guān)鍵參量之一(頻率、相位、幅度以及偏振態(tài))，偏振態(tài)是指光在傳播過程中其能量分布的偏向性，在自由傳播時(shí)，光的偏振態(tài)會因環(huán)境溫度、應(yīng)力等因素的影響而發(fā)生隨即改變，這種偏振態(tài)的改變對高速光通信領(lǐng)域、光傳感領(lǐng)域以及一些特殊的偏振相關(guān)裝置都有極大的影響。
[0003]在高速光通訊領(lǐng)域，近年來出現(xiàn)的偏振相關(guān)調(diào)制、偏振相關(guān)放大增益以及偏振復(fù)用等都要求光信號在傳輸過程中具有穩(wěn)定不變的偏振態(tài)，因此偏振控制具有極其重要的作用；另一方面，隨著光纖傳感技術(shù)的突破性進(jìn)展，光纖傳感系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，作為相位、頻移等傳感信號的重要解調(diào)方法之一，相干探測成為了溫度應(yīng)力分布式傳感、角速度傳感等領(lǐng)域的核心技術(shù)，相干探測要求兩相干光必須具有穩(wěn)定的偏振關(guān)系，才能獲得穩(wěn)定的干涉信號輸出，所以光信號的偏振態(tài)穩(wěn)定性控制是相干探測的關(guān)鍵部分。
[0004]近年來雙波長正交偏振激光器獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，該激光器的特點(diǎn)在于其輸出的光信號包含兩個(gè)波長不同但波長間隔可調(diào)、功率基本相等的光信號，同時(shí)兩波長光的偏振態(tài)總保持90度的正交關(guān)系。利用這種激光器可以實(shí)現(xiàn)任意微波信號的光產(chǎn)生、光學(xué)任意波形產(chǎn)生等多種功能，這些功能對于微波光子學(xué)領(lǐng)域意義重大，不過，完成這些功能的前提仍然是兩正交偏振光的偏振態(tài)必須保持穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中，激光器輸出的這兩個(gè)正交偏振光在單模光纖中傳輸時(shí)，同樣受到應(yīng)力、溫度等環(huán)境因素的影響，兩個(gè)光信號的偏振在保持正交關(guān)系的同時(shí)，會發(fā)生同步的偏振變化，這就影響了該激光器在很多領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0005]現(xiàn)有的偏振控制方法只適用于對單波長單偏振態(tài)光進(jìn)行控制，其根本原因是:現(xiàn)有的偏振控制方法需要依賴光功率來獲取偏振誤差量，由于雙波長正交偏振光存在正交偏振關(guān)系，起偏器輸出的光信號的光功率不會隨著正交偏振光的偏振變化而變化，因此無法依靠光功率檢測獲取到偏振誤差量，自然地也就無法實(shí)現(xiàn)對其偏振態(tài)的穩(wěn)定性控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法，其特征在于:1)設(shè)定一參考起偏方向，2)將雙波長正交偏振光的當(dāng)前起偏方向與參考起偏方向進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，計(jì)算出雙波長正交偏振光的當(dāng)前起偏方向與參考起偏方向的夾角α，3)根據(jù)夾角α的大小,米用偏振控制器對雙波長正交偏振光的起偏方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使夾角α減小；4)重復(fù)步驟2)、3)的操作，使夾角α的數(shù)值收斂于O。
[0007]本發(fā)明的原理是:在對雙波長正交偏振光進(jìn)行研究的過程中，發(fā)明人先嘗試采用現(xiàn)有的偏振控制方法對雙波長正交偏振光進(jìn)行偏振控制，但在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)拾取到的光功率為一常量，無法采用基于光功率檢測的偏振控制手段來對雙波長正交偏振光的偏振態(tài)進(jìn)行控制，于是發(fā)明人對雙波長正交偏振光在現(xiàn)有偏振控制系統(tǒng)中的傳輸特性進(jìn)行了深入的理論分析，并發(fā)現(xiàn)了如下內(nèi)容:基于現(xiàn)有理論可知，在相互連接的起偏器和保偏光纖中，起偏器的起偏方向與保偏光纖的某一個(gè)軸一致，假設(shè)此軸為保偏光纖的快軸，則偏振方向、起偏方向與保偏光纖快慢軸的位置關(guān)系可由圖2示出(圖中入1和λ 2帶表雙波長正交偏振光中的兩種波長的光，α為雙波長正交偏振光的偏振方向與起偏器固有偏振方向的夾角)，在α角度條件下，兩個(gè)正交偏振光經(jīng)投影映射，最終投影到起偏器起偏方向(也即快軸)上的光將從起偏器中輸出，而與起偏器起偏方向垂直(即與慢軸平行)的光將會被截止阻擋無法輸出，從起偏器輸出的光經(jīng)過光電探測器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換之后，其光學(xué)拍頻產(chǎn)生的電信號可用下式表示:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法，其特征在于:1)設(shè)定一參考起偏方向，2)將雙波長正交偏振光的當(dāng)前起偏方向與參考起偏方向進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，計(jì)算出雙波長正交偏振光的當(dāng)前起偏方向與參考起偏方向的夾角a,3)根據(jù)夾角a的大小,米用偏振控制器對雙波長正交偏振光的起偏方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使夾角a減小；4)重復(fù)步驟2)、3)的操作，使夾角a的數(shù)值收斂于O。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法，其特征在于:步驟I)中，以一起偏器的固有起偏方向作為參考起偏方向；步驟2)中，提取前述起偏器輸出光中的拍頻信息，拍頻信息中包含了夾角a的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法，其特征在于:步驟3)中，采用負(fù)反饋補(bǔ)償控制對偏振控制器進(jìn)行自動控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于雙波長正交偏振光偏振穩(wěn)定性控制的控制方法，其特征在于:步驟2)中，采用光電探測器提取前述起偏器輸出光中的拍頻信息。
【文檔編號】G05D25/02GK103970165SQ201410221913
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】瞿鵬飛, 孫力軍 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所