[发明专利]一种基于偏振分束结构的全光快速扰偏器

说明书

本发明提供一种基于偏振分束结构的全光快速扰偏器，包括第一偏振分束装置、第一偏振合束装置和循环光路，第一偏振分束装置将输入的光信号分成两路偏振分光束，其中第一路偏振分光束被传输给第一偏振合束装置，第二路偏振分光束被传输给循环光路，循环光路对第二路偏振分光束进行循环退相干，每退相干一次，循环光路都将该次退相干后的一部分提供给该第一偏振合束装置，并将另一部分循环进入下一次退相干；在第一偏振合束装置处第一路偏振分光束与经不同次退相干后的各个第三路偏振分光束的相位差各不相同且相位差不断快速变化，使得第一偏振合束装置输出具有不同偏振态且偏振态不断快速变化的偏振光，从而实现快速扰偏。

技术领域

本发明属于扰偏器领域，具体涉及一种基于偏振分束结构的全光快速扰偏器。

背景技术

光的偏振相关损害是光纤信号传输的普遍现象，减弱偏振相关损害是光纤通信领域非常重要的一个方面，扰偏器便是一种可将输入偏振光转变成非偏振光输出的一种手段。在光纤通信中，常常利用扰偏器来解决偏振相关损耗(PDL)、偏振模色散(PMD)、偏振相关增益(PDG)等问题。但是低速的扰偏器已经无法满足未来大容量、高速率信号传输的需求。

目前主流的快速扰偏器或者扰偏结构主要有两大类，一种是基于电控型外部调制的扰偏器，主要有压电陶瓷挤压型、旋转波片型或者延迟相位型，它们有一个共同特点就是主要依赖于电信号控制，从而导致此类扰偏器的扰偏速度受到电控速度的限制，同时具有插入损耗高、高速电控器件价格昂贵等特点。另一种则是全光的扰偏器，主要包括反馈结构和线性结构，其原理是基于退相干相互作用实现扰偏效果，这类扰偏结构的插入损耗低并且结构简单。但基于普通单模光纤的扰偏器存在稳定性问题，而基于保偏系统的扰偏器成本较高，且有的结构具有偏振相关特性。此外，现有扰偏器的扰偏效率仍待提高。

为此研究一种低成本的、快速的全光扰偏器具有重要意义，可以为光纤系统当中信号保密传输、光纤放大、光纤陀螺等应用提供帮助。

发明内容

本发明提供一种基于偏振分束结构的全光快速扰偏器，以改善通信系统中偏振相关损害问题以及用于满足目前对快速扰偏的需求。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种基于偏振分束结构的全光快速扰偏器，包括第一偏振分束装置、第一偏振合束装置和循环光路，所述第一偏振分束装置的第一输出端与该第一偏振合束装置的第一输入端连接，第二输出端与该循环光路的输入端连接，所述循环光路的输出端与该第一偏振合束装置的第二输入端连接；

所述第一偏振分束装置将输入的光信号分成两路偏振分光束，其中第一路偏振分光束被传输给该第一偏振合束装置，第二路偏振分光束被传输给该循环光路，所述循环光路对所述第二路偏振分光束进行循环退相干，其中每退相干一次，所述循环光路都将该次退相干后的一部分作为第三路偏振分光束提供给该第一偏振合束装置，并将该次退相干后的另一部分作为第四路偏振分光束循环进入下一次退相干；

在所述第一偏振合束装置处该第一路偏振分光束与经不同次退相干后的各个第三路偏振分光束的相位差各不相同且所述相位差不断快速变化，所述相位差各不相同使得该第一路偏振分光束在该第一偏振合束装置处，依次与快速生成的各个第三路偏振分光束叠加，形成具有不同偏振态的偏振光，所述相位差不断快速变化使得第一偏振合束装置输出的偏振光的偏振态不断快速变化，从而实现快速扰偏。

在一种可选的实现方式中，所述循环光路包括第二偏振合束装置、第二偏振分束装置以及设置在该第二偏振合束装置与第二偏振分束装置之间的延迟装置，所述第二偏振合束装置的第一输入端作为该循环光路的输入端，与该第一偏振分束装置的第二输出端连接，所述第二偏振分束装置的第一输出端作为该循环光路的输出端，与该第一偏振合束装置的第二输入端连接，所述第二偏振分束装置的第二输出端连接该第二偏振合束装置的第二输入端连接；