度为零；在与光纤横截面垂直的方向上，光斑200与光纤相对速度为V，则在光纤内部形成两个分布在纤芯两侧的直线形应力区(如图4中应力区所示)，实现线偏振态保持。如图4所示，为本方法所生成的应力区示意图，其中，两个应力区和纤芯三者的截面圆心在同一直线上，两个应力棒相对于纤芯对称存在。
[0041]结合本实施例，所述光斑在光纤上通过热应力生成双折射，具体包含如下:通过所述光斑200作用于光纤，在光纤内部产生非线性电离，形成吸收光信号能量的等离子体，光斑处的温度超过材料的融化温度，使光纤局部融化，最后导致光纤局部范围内非均匀的凝固，产生热应力。当光脉冲能量高于材料能量损伤阈值时，这种热应力就会永久性的存在于光纤包层内部，此热应力产生双折射。
[0042]2、用于生产圆偏振态保持光纤的方法
[0043]结合本实施例，所述光斑具体有一个，则所述生成应力区，具体包括:
[0044]如图5所示，在光纤横截面上，控制光斑200绕纤芯做圆周运动，在与光纤横截面垂直的方向上，光斑与光纤相对速度为V，则在光纤内部形成绕纤芯的螺旋形应力区，实现圆偏振态保持(如图6所示)。如图6所示，为本方法所生成的应力区示意图。
[0045]实施例二
[0046]本发明实施例提供了一种使用超快激光实现偏振保持光纤的装置，所述装置包括一个或者多个超快激光器100、光纤牵引装置400、伺服控制器500，如图7所示，具体的:
[0047]所述伺服控制器500，用于控制超快激光器100，使得所述超快激光器100生成的超快光脉冲聚焦到光纤包层，形成光斑200 ;所述光斑200在光纤上通过热应力生成双折射；控制光斑在光纤横截面上的位置。
[0048]所述光纤牵引装置400，用于牵引光纤沿径向运动。
[0049]所述超快激光器100，用于产生超快光脉冲，与光纤相互作用，在光纤内部形成应力双折射。
[0050]以图3为例，100为超快激光脉冲，200为光斑，301为光纤纤芯，302为光纤包层，建立坐标系xyz，其中x-y位于光纤横截面，z为光纤径向方向。将两束超快激光脉冲聚焦到光纤包层，利用超快光脉冲的超高峰值功率在光纤内部产生非线性电离，所述非线性电离主要是多光子电离，形成强烈吸收光信号能量的等离子体。光斑处的温度超过材料的融化温度，使光纤局部融化，最后导致光纤局部范围内非均匀的凝固，产生热应力。当光脉冲能量高于材料能量损伤阈值时，这种热应力就会永久性的存在于光纤包层内部，此热应力产生双折射。控制两束超快激光脉冲在光纤包层内聚焦光斑的位置，使两个光斑位于纤芯两侧，并与纤芯在同一直线上，保持光斑在光纤横截面内位置固定，使光纤沿径向运动，如此则在纤芯两侧形成两个直线形应力区，实现线偏振保持。
[0051 ] 结合本发明实施例，存在一种可实现方式，所述超快激光器有两个(如图3所示)，则所述生成应力区(如图4所示)，具体包括:
[0052]所述伺服控制器500，用于控制超快激光器100，生成的两个光斑200的圆心位置与纤芯的圆心在同一直线上并分布在纤芯两侧，光斑在光纤横截面上位置保持不变；
[0053]所述光纤牵引装置400用于牵引光纤沿径向运动；从而在纤芯两侧产生两个直线形应力区，所述直线形应力区用于实现线偏振态保持。
[0054]结合本发明实施例，存在一种可实现方式，所述超快激光器有一个(如图5所示)，则所述生成应力棒(如图6所示)，具体包括:
[0055]所述伺服控制器500，用于控制超快激光器100，使其生成的光斑200绕纤芯旋转；
[0056]所述光纤牵引装置400用于牵引光纤沿径向运动；从而产生环绕纤芯的螺旋形应力区，所述螺旋形应力区用于实现圆偏振态保持。
[0057]本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括R0M/RAM、磁盘、光盘等。
[0058]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种使用超快激光实现偏振保持光纤的方法，其特征在于，所述方法包括: 控制超快激光器，使得所述超快激光器生成的超快光脉冲聚焦到光纤包层，形成光斑；所述光斑在光纤上通过热应力生成双折射； 控制光斑与光纤的相对运动，在光纤内部形成应力区，实现偏振态保持。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光斑有两个，则所述控制光斑与光纤的相对运动，在光纤内部形成应力区，实现偏振态保持，具体为: 在光纤横截面上，两个光斑的圆心位置与纤芯在同一直线上并分布在纤芯两侧，光斑在光纤横截面上相对速度为零，在与光纤横截面垂直的方向上，光斑与光纤相对速度为V，则在光纤内部形成两个分布在纤芯两侧的直线形应力区，实现线偏振态保持。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光斑有一个，则所述控制光斑与光纤的相对运动，在光纤内部形成应力区，实现偏振态保持，具体为: 在光纤横截面上，光斑绕纤芯做圆周运动，在与光纤横截面垂直的方向上，光斑与光纤相对速度为V，则在光纤内部形成绕纤芯的螺旋形应力区，实现圆偏振态保持。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中所使用的光纤包括: 普通光纤制作过程中拉丝生成的光纤；或者，是制作完成的光纤。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超快激光器包括:皮秒激光器或者飞秒激光器。6.一种使用超快激光实现偏振保持光纤的装置，其特征在于，所述装置包括一个或者多个超快激光器、光纤牵引装置、伺服控制器，具体的: 所述伺服控制器，用于控制超快激光器，使得所述超快激光器生成的超快光脉冲聚焦到光纤包层，形成光斑；所述光斑在光纤上通过热应力生成双折射；控制光斑在光纤横截面上的位置； 所述光纤牵引装置，用于牵引光纤沿径向运动； 所述超快激光器，用于产生超快光脉冲，与光纤相互作用，在光纤内部形成应力双折射。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超快激光器有两个，则所述生成应力双折射，具体包括: 所述伺服控制器，用于在光纤横截面上，控制两个光斑的圆心位置与纤芯在同一直线上并分布在纤芯两侧，光斑在光纤横截面上相对速度为零，在与光纤横截面垂直的方向上，光斑与光纤相对速度为V，则在光纤内部形成两个分布在纤芯两侧的直线形应力区，实现线偏振态保持； 所述光纤牵引装置用于牵引光纤沿径向以速度为V运动；从而在纤芯两侧产生两个直线形应力区，所述直线形应力区用于实现线偏振态保持。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超快激光器有一个，则所述生成应力双折射，具体包括: 所述伺服控制器，用于控制超快激光器，使其生成的光斑在光纤横截面上绕纤芯旋转； 所述光纤牵引装置用于牵引光纤沿径向运动；从而产生环绕纤芯的螺旋形应力区，所述螺旋形应力区用于实现圆偏振态保持。
【专利摘要】本发明适用于光纤生产技术领域，提供了一种使用超快激光实现偏振保持光纤的方法，包括：控制超快激光器，使得所述超快激光器生成的超快光脉冲聚焦到光纤包层，形成光斑；所述光斑在光纤上通过热应力生成双折射；控制光斑与光纤的相对运动，在光纤内部形成应力区，实现偏振态保持。本发明实施例的方法避开现有保偏光纤预制棒的复杂制造工艺，在普通光纤拉丝过程中通过超快激光脉冲作用于光纤产生应力双折射，实现偏振保持，或者对已有光纤再加工实现偏振保持，与普通单模光纤一致性好，可大规模生产。
【IPC分类】G02B6/024
【公开号】CN105005113
【申请号】CN201510483614
【发明人】曹祥东, 罗文清, 万隆
【申请人】武汉虹拓新技术有限责任公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月4日