[发明专利]偏振型光缓存器及其调节方法

权利要求书

1.一种偏振型光缓存器，其特征在于它由一个输入偏振控制器(1)、一个偏振合束器(2)、一个非线性偏振旋转功能单元(3)、一个偏振分束器(4)和一段保偏光纤(5)组成；非线性偏振旋转功能单元(3)由前、后端偏振器(7)和(9)、一个可控非线性旋转功能器件(8)以及偏振态在线监测单元(6)组成，偏振态在线监测单元(6)由一个1×2光纤耦合器(10)和一个偏振控制器(11)构成：

输入偏振控制器(1)是一个单输入单输出器件，它的输入端与外界相连，它的输出端与偏振合束器(2)的一个偏振输入端相连；

偏振合束器(2)是一个2输入1输出的器件，它的两个输入端分别输入正交的两个线偏振态(分别称为X偏振态和Y偏振态)，它的输出端把这两个线偏振态合成一个椭圆偏振态(特殊情况下，也可能合成为圆偏振态或者线偏振态)，并连接到非线性偏振旋转功能单元(3)；

非线性偏振旋转功能单元(3)由前端偏振器(7)、可控非线性偏振旋转功能器件(8)和后端偏振器(9)依次连接组成，其间还插接偏振态在线监测单元(6)；前、后端偏振器(7)和(9)都是单输入单输出器件；可控非线性偏振旋转功能器件(8)分为电控和光控两种：电控器件包括一个电流输入端和电流输出端，光控器件包括一个波分复用耦合器和一个滤波器；偏振态在线监测单元(6)中的1×2的光纤耦合器(10)的输入端与非线性偏振旋转功能单元(3)的输出端相连，它的两个输出端其中之一与偏振分束器(4)的输入端相连，它的另一个输出端与偏振控制器(11)相连，这个偏振控制器(11)的输出端与偏振分析仪连接；

非线性偏振旋转功能单元(3)的输出与偏振分束器(4)的输入端相连，偏振分束器(4)是一个1×2的器件，它的输入端可以为任意偏振态，它的两个输出端为两个正交的线偏振态(分别称为X’偏振态和Y’偏振态)，其中一个输出端与保偏光纤(5)相连，另一个作为缓存器的输出与外界相连；

保偏光纤(5)的输出端反馈到偏振合束器(2)的另一个输入端，构成一个光纤环路，光信号在这个环路中缓存。

2.一种偏振型光缓存器的调节方法，其特征在于非线性偏振旋转功能单元(3)对信号的偏振态调节方法是：

前端偏振控制器(7)将输入的偏振态首先随意转变为一个任意偏振态，然后调节非线性偏振旋转功能器件(8)的控制参量(12)，对于电控型就是调节电流的大小，对于光控型就是调节注入光功率的大小，这时发现在这个单元的输出端的偏振态在邦加球上画出一个圆，然后再调节前端偏振器(7)，使它在邦加球上的偏振态落入前一个圆的内部，然后再改变控制参量(12)，将再画出一个同心圆，依次多次调节，最终发现同心圆会缩成一点，这表示再改变控制参量，输出偏振态不再变化，则称这个偏振态为控制参量的偏振主态；找到偏振主态之后，调节后端偏振控制器(9)，将偏振主态调到邦加球的北极(或南极)，然后再调整前端偏振器(7)，使偏振态调整到邦加球的赤道上；这时，再调节控制参量(12)，会发现偏振态在赤道上旋转，并记录下邦加球赤道上X偏振态和Y偏振态所对应的控制参数(电流或者光功率)，在使用时，只要给定这两个控制参数，就可以实现两个正交线偏振态的转换；

偏振态在线监测单元(6)的调节方法是：对于1×2的光纤耦合器(10)的两个输出端而言，由于它们的信号都来自于同一个输入端，因此可以把1×2偏振分束器4的输入端与偏振分析仪的输入端看作同一个输入端经过不同的变换矩阵得到的结果，为了达到在线监测的目的，必须保证二者始终相同，也就是保证二者的变换矩阵相同；每个变换矩阵都可以描述为一个旋转的邦加球，为了使两个邦加球相同，只需要保证球的一个大圆有3点重合，再加上圆外一点重合就可以了，具体做法是调解在线偏振监测单元的偏振控制器(11)，使得赤道上的3点互相重合，然后再使得北极重合就可以了。

3.根据权利要求2所述的偏振型光缓存器的调节方法，其特征在于可控非线性旋转功能器件(8)可以有如下选择：

第一种：非线性旋转功能器件(8)采用半导体光放大器SOA，控制参量12为改变注入SOA的电流：当注入SOA的电流改变时，即使保持输入偏振态不变，输出偏振态也会发生变化，表现在邦加球上就是偏振态旋转，当电流比较小时，旋转的角度随电流呈线性变化，当电流比较大时，呈非线性变化；

第二种：非线性旋转功能器件(8)采用半导体光放大器SOA，控制参量12为改变注入SOA的另一个波长的光功率：当注入SOA的另一个波长的光功率改变时，即使保持输入偏振态不变，输出偏振态也会发生变化，表现在邦加球上就是偏振态旋转；除了SOA以外，还包括两个波分复用WDM光纤耦合器，分别置于SOA的前后，它们的作用是将另一个波长的光引入和引出SOA；

第三种：非线性旋转功能器件(8)采用高双折射且高非线性的光纤HNHB，包括光子晶体光纤PCF，控制参量12为改变注入这种光纤的另一个波长的光功率：当注入高双折射且高非线性的光纤的另一个波长的光功率改变时，由于两个光之间的非线性交叉偏振调制，即使保持输入偏振态不变，输出偏振态也会发生变化，表现在邦加球上就是偏振态旋转；除了高双折射且高非线性的光纤以外，还包括两个波分复用WDM光纤耦合器，分别置于高双折射且高非线性的光纤的前后，它们的作用是将另一个波长的光引入和引出SOA。