[发明专利]圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统的非线性偏振控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于非线性偏振控制的圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统，其特征在于，包括第一隔离器、第一偏振控制器、圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构、第二偏振控制器、光放大器和第二隔离器，

所述第一隔离器的输出端与所述第一偏振控制器的一端相连，第一偏振控制器的另一端与所述圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构的一侧相连接；所述第二隔离器的输入端与光放大器输出端相连，所述第二隔离器的输出端与所述第二偏振控制器一端相连，第二偏振控制器的另一端与所述圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构的另一侧相连接；

频率为ν_p的泵浦光经过所述光放大器和第二隔离器后，由所述圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构的反向端口进入，频率为v_s的信号光经所述第一隔离器后，由所述圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构的正向端口进入，在圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构的两干涉臂中，正向传播的泵浦光和反向传播的信号光之间发生受激布里渊散射效应，两干涉臂中正向传播的信号光偏振态将被牵引向入射泵浦光偏振态的位置；

所述圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构包括第一圆双折射光纤耦合器、第一圆双折射光纤、第二圆双折射光纤、第二圆双折射光纤耦合器，所述第一圆双折射光纤耦合器的一侧的一个端口与所述第一偏振控制器连接，另一侧的两端分别与第一和第二圆双折射光纤连接；所述第一圆双折射光纤和第二圆双折射光纤的其他端口与第二圆折射光纤耦合器的同侧两端口连接；所述第二圆双折射光纤耦合器的另一侧的一个端口与所述第二偏振控制器连接。

2.如权利要求1所述的基于非线性偏振控制的圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统，其特征在于，所述第一圆双折射光纤耦合器分光比为K₁:(1-K₁)(其中0≤K₁≤1)耦合区域偏振态维持不变或同步变化的2x2耦合器件，包括圆双折射光纤耦合器。

3.如权利要求1所述的基于非线性偏振控制的圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统，其特征在于，所述第二圆双折射光纤耦合器分光比为K₂:(1-K₂)(其中0≤K₂≤1)耦合区域偏振态维持不变或同步变化的2x2耦合器件，包括圆双折射光纤耦合器。

4.如权利要求1所述的基于非线性偏振控制的圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统，其特征在于，所述第一圆双折射光纤的长度为L₁，所述第二圆双折射光纤的长度为L₂，其中(L₁、L₂＞0)。

5.一种如权利要求1-4任一所述的基于非线性偏振控制的圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统的非线性偏振控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)将频率为ν_s的信号光和频率为ν_p的泵浦光分别经由所述基于非线性偏振控制的圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉系统的正向端口和反向端口同时输入圆双折射光纤Mach-Zehnder干涉结构；

(b)输入的泵浦光和信号光在两干涉臂中分别相向传播，在两干涉臂中，正向传播的信号光和反向传输的泵浦光之间发生受激布里渊散射效应，正向传播的信号光偏振态受到反向传输泵浦光的偏振牵引，从而使得Mach-Zehnder干涉结构的两路干涉臂中的输出信号光的输出偏振态同时被牵引向同一入射泵浦光偏振态位置。

6.如权利要求5所述的非线性偏振控制方法，其特征在于，步骤(a)中泵浦光的频率ν_p和信号光的频率ν_s满足关系式：ν_p-ν_s＝2ν_An/λ_p，其中λ_p是泵浦光波长，ν_A是光纤中的声波频率，n是纤芯折射率。