[实用新型]兼有任意偏振态转化功能的光纤偏振态稳定装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种兼有任意偏振态转化功能的光纤偏振态稳定装置。

背景技术

光信号在传输过程中由于光纤的扭曲、旋转、挤压等原因，将发生偏振态的改变。这对于偏分复用、相干接收等需要保持偏振态稳定的系统而言，无疑是一个亟待解决的问题。因此，控制和稳定光纤中的偏振态成为偏分复用系统及相干检测等研究的重点和难点。

发明内容

本实用新型的目的是提出兼有任意偏振态转化功能的光纤偏振态稳定装置，该装置既可以将任意的输入光信号的偏振态转化成所需的目标偏振态，也可以实现在线跟踪，将输入光信号的偏振态稳定在目标偏振态上。为此，本实用新型采用所述的稳定装置具有：

偏振控制器，由四个波片组成，是一种角度固定，相差可变的偏振控制器，其四个波片的角度分别是45°、0°、45°、0°，可变相差由施加在波片上的电压控制，控制电压的范围是0--10V，可实现0～5π的相位变化；

偏振检测仪，用于检测偏振控制器输出信号的偏振态，它输出四路电压V0、V1、V2、V3，经模数转换和矩阵运算后得到斯托克斯矢量的四个分量；

数字模拟转换器，用于连接数据处理单元和偏振控制器；

模拟数字转换器，用于连接数据处理单元和偏振检测仪；

数据处理单元，数据处理单元的硬件部分为高速数字信号处理器(DSP)或计算机，控制算法采用粒子群优化(PSO)算法搜索并跟踪要输出的目标偏振态，并将其反馈给偏振控制器以实现对入射光信号偏振态的稳定控制。

上述结构实现了本实用新型的目的。

本实用新型的优点是可以将任意的输入光信号的偏振态转化成所需的目标偏振态，也可以实现在线跟踪，将输入光信号的偏振态稳定在目标偏振态上。利用实验室现有的硬件设备，所能稳定跟踪的偏振态的响应速度最高达12.8krad/s(12.8千弧度/秒)，且应用可行，前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型的结构的示意图

图2为本实用新型的工作流程图

具体实施方式

如图1和图2所示，一种兼有任意偏振态转化功能的光纤偏振态稳定装置，由偏振控制器2、偏振检测仪3、模拟数字变换器5、数据处理单元6和数字模拟变换器7组成。所述的稳定装置具有：偏振控制器2，由四个波片组成，是一种角度固定，相差可变的偏振控制器，其四个波片的角度分别是45°、0°、45°、0°，可变相差由施加在波片上的电压控制，控制电压的范围是0--10V，可实现0～5π的相位变化；偏振检测仪，用于检测偏振控制器输出信号的偏振态，它输出四路电压V0、V1、V2、V3，经模数转换后和矩阵运算后得到斯托克斯矢量的四个分量；数字模拟转换器，用于连接数据处理单元和偏振控制器；模拟数字转换器，用于连接数据处理单元和偏振检测仪；数据处理单元6，其硬件部分为高速数字信号处理器(DSP)或计算机，控制算法采用PSO算法搜索并跟踪要输出的目标偏振态，并将其反馈给偏振控制器以实现对入射光信号偏振态的稳定控制。

所述的偏振控制器连接偏振检测仪，偏振检测仪通过模拟数字变换器连接数据处理单元，数据处理单元通过数字模拟变换器连接偏振控制器。

所述的稳定装置的输入端1与光纤通信线路或任意偏振态的入射光路相连，稳定装置的输出端4与上述线路的光接收端相连。

数据处理单元是含有PSO算法及搜索跟踪程序的高速数字信号处理器(DSP)或者计算机。

本实用新型原理是任意偏振态的入射光经过(电控)偏振控制器后偏振态发生改变。偏振检测仪监测改变后的偏振态，并将结果输出到数据处理单元。数据处理单元采用PSO算法搜索并跟踪要输出的目标偏振态，并将其反馈给偏振控制器以实现对入射光信号偏振态的稳定控制。

数据处理单元的控制算法采用PSO算法，搜索并跟踪所选用的目标函数的最大值。目标函数选取一个具有单凸最大值的函数：