用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法
【专利摘要】一种用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法，其方案为：1）设定一参考起偏方向，2）将双波长正交偏振光的当前起偏方向与参考起偏方向进行实时比较，计算出双波长正交偏振光的当前起偏方向与参考起偏方向的夹角a，3）根据夹角a的大小，采用偏振控制器对双波长正交偏振光的起偏方向进行调节，使夹角a减小；4）重复步骤2）、3）的操作，使夹角a的数值收敛于0。本发明的有益技术效果是：提出了一种适合于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法。
【专利说明】用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种偏振控制技术，尤其涉及一种用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法。
【背景技术】
[0002]光的偏振态是光的四大关键参量之一(频率、相位、幅度以及偏振态)，偏振态是指光在传播过程中其能量分布的偏向性，在自由传播时，光的偏振态会因环境温度、应力等因素的影响而发生随即改变，这种偏振态的改变对高速光通信领域、光传感领域以及一些特殊的偏振相关装置都有极大的影响。
[0003]在高速光通讯领域，近年来出现的偏振相关调制、偏振相关放大增益以及偏振复用等都要求光信号在传输过程中具有稳定不变的偏振态，因此偏振控制具有极其重要的作用；另一方面，随着光纤传感技术的突破性进展，光纤传感系统在国民经济中的各个领域中得到了广泛应用，作为相位、频移等传感信号的重要解调方法之一，相干探测成为了温度应力分布式传感、角速度传感等领域的核心技术，相干探测要求两相干光必须具有稳定的偏振关系，才能获得稳定的干涉信号输出，所以光信号的偏振态稳定性控制是相干探测的关键部分。
[0004]近年来双波长正交偏振激光器获得了越来越广泛的应用，该激光器的特点在于其输出的光信号包含两个波长不同但波长间隔可调、功率基本相等的光信号，同时两波长光的偏振态总保持90度的正交关系。利用这种激光器可以实现任意微波信号的光产生、光学任意波形产生等多种功能，这些功能对于微波光子学领域意义重大，不过，完成这些功能的前提仍然是两正交偏振光的偏振态必须保持稳定。在实际应用中，激光器输出的这两个正交偏振光在单模光纤中传输时，同样受到应力、温度等环境因素的影响，两个光信号的偏振在保持正交关系的同时，会发生同步的偏振变化，这就影响了该激光器在很多领域中的应用。
[0005]现有的偏振控制方法只适用于对单波长单偏振态光进行控制，其根本原因是:现有的偏振控制方法需要依赖光功率来获取偏振误差量，由于双波长正交偏振光存在正交偏振关系，起偏器输出的光信号的光功率不会随着正交偏振光的偏振变化而变化，因此无法依靠光功率检测获取到偏振误差量，自然地也就无法实现对其偏振态的稳定性控制。
【发明内容】
[0006]针对【背景技术】中的问题，本发明提出了一种用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法，其特征在于:1)设定一参考起偏方向，2)将双波长正交偏振光的当前起偏方向与参考起偏方向进行实时比较，计算出双波长正交偏振光的当前起偏方向与参考起偏方向的夹角α，3)根据夹角α的大小,米用偏振控制器对双波长正交偏振光的起偏方向进行调节，使夹角α减小；4)重复步骤2)、3)的操作，使夹角α的数值收敛于O。
[0007]本发明的原理是:在对双波长正交偏振光进行研究的过程中，发明人先尝试采用现有的偏振控制方法对双波长正交偏振光进行偏振控制，但在实验过程中，发明人发现拾取到的光功率为一常量，无法采用基于光功率检测的偏振控制手段来对双波长正交偏振光的偏振态进行控制，于是发明人对双波长正交偏振光在现有偏振控制系统中的传输特性进行了深入的理论分析，并发现了如下内容:基于现有理论可知，在相互连接的起偏器和保偏光纤中，起偏器的起偏方向与保偏光纤的某一个轴一致，假设此轴为保偏光纤的快轴，则偏振方向、起偏方向与保偏光纤快慢轴的位置关系可由图2示出(图中入1和λ 2带表双波长正交偏振光中的两种波长的光，α为双波长正交偏振光的偏振方向与起偏器固有偏振方向的夹角)，在α角度条件下，两个正交偏振光经投影映射，最终投影到起偏器起偏方向(也即快轴)上的光将从起偏器中输出，而与起偏器起偏方向垂直(即与慢轴平行)的光将会被截止阻挡无法输出，从起偏器输出的光经过光电探测器进行光电转换之后，其光学拍频产生的电信号可用下式表示:
[0008]
【权利要求】
1.一种用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法，其特征在于:1)设定一参考起偏方向，2)将双波长正交偏振光的当前起偏方向与参考起偏方向进行实时比较，计算出双波长正交偏振光的当前起偏方向与参考起偏方向的夹角a,3)根据夹角a的大小,米用偏振控制器对双波长正交偏振光的起偏方向进行调节，使夹角a减小；4)重复步骤2)、3)的操作，使夹角a的数值收敛于O。
2.根据权利要求1所述的用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法，其特征在于:步骤I)中，以一起偏器的固有起偏方向作为参考起偏方向；步骤2)中，提取前述起偏器输出光中的拍频信息，拍频信息中包含了夹角a的信息。
3.根据权利要求1或2所述的用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法，其特征在于:步骤3)中，采用负反馈补偿控制对偏振控制器进行自动控制。
4.根据权利要求2所述的用于双波长正交偏振光偏振稳定性控制的控制方法，其特征在于:步骤2)中，采用光电探测器提取前述起偏器输出光中的拍频信息。
【文档编号】G05D25/02GK103970165SQ201410221913
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】瞿鹏飞, 孙力军 申请人:中国电子科技集团公司第四十四研究所