[发明专利]一种消偏延迟装置

说明书

技术领域

    本发明涉及光通讯领域，尤其涉及一种可实现拉曼泵浦光偏振消偏的相位延迟装置。

背景技术

拉曼光纤放大器(RFA)具有宽的增益带宽(1292-1660nm)、灵活的增益谱、良好的温度稳定性、较低的自发辐射噪声，以及以普通光纤为增益介质等优点，在40G/100G传送网中得到广泛的应用。但由于其泵浦光是偏振光，即偏振度(DOP)较大，这将造成拉曼光纤放大器的偏振相关增益(PDG)将过大，从而影响放大器的增益均衡，因此通常需要对其泵浦光进行消偏处理。

现有常见的偏振消偏技术主要有空间消偏、时域消偏和频域消偏三大类。空域消偏其原理是：使光束通过一个可在空间上上产生不同相位延迟的光学组件，使得输出光在空间上不同位置呈现出不同的偏振态，当任意某个偏振态都不占优势时，即认为到达消偏效果。由于需要实现空间点最大相位差需大于2π，因此其整体结构尺寸都较大。时域消偏其原理是：通过电控的方式，产生一个随时间周期变换的相位延迟，实现输出光偏振度随时间快速变化，且在探测周期内各偏振态的能量达到一致，从而到达消偏效果。 但时域消偏需要电输入，且结构成本高，在很多应用场合并不适用。频域消偏技术最早是1928年由Lyot提出，由两片X切割的双折射晶体构成，双折射晶体的光轴夹角为45度，如图1所示。当具有一定光谱范围的偏振光垂直入射后，不同波长的偏振光在双折射晶体中产生不同偏振状态的子光束。当不同波长子光束的所叠加的偏振效果使得输出光的任意偏振态均不占优时，即可达到消偏效果。通常第二个晶体的厚度d2是第一个晶体厚度d1的2倍，即d2=2*d1，且随着d2的长度的增加，实现的消偏效果越好。为了对FWHM小于0.1nm的泵浦光进行消偏，d2的长度都较长，严重限制着最终产品的尺寸。 

图2是一种现有的消偏延迟结构 ，其中1、2为双折射晶体厚片，3为延迟片。晶体厚片1将入射光分离为两个子光束o光41和e光42，然后用延迟片3单独对e光42进行相位延迟，最后再通过晶体厚片2将分离的子光束o光41和e光的42合为一束。通常晶体厚片1、2的材料为YVO4材料，为了对常规光斑进行有效分离，其长度需大于6mm，因此，即使不包括延迟片长度，整个延迟结构长度也已超过12mm。

图3是另一种现有的消偏延迟结构，主要采用PBS(偏振光分束器)1、2代替图2中的晶体厚片，分别实现分光、合光的功能。同样的，这种结构也存在延迟结构长度较长的缺陷。

    综上可知，已有的技术中的消偏延迟结构均是采用分别设置于光路头尾两端的单独的光分离元件和光合束元件来实现。因此均存在消偏延迟结构长度较长的缺陷。

发明内容

因此，针对上述方案的不足，本发明提出一种小尺寸的消偏延迟结构，以利于实现光模块的小型化。本发明的技术方案是：

一种消偏延迟装置，具体是：利用一个光分离且合束元件先将从特定入射点入射的输入光束分离成第一子光束和偏振方向与第一子光束相互垂直的第二子光束，第一子光束沿原光路从特定出射点直线输出，第二子光束在该光分离且合束元件的偏离原光路的第一位置点被折返至该光分离且合束元件另一端的偏离原光路的第二位置点再被折返进入该光分离且合束元件，使之可以与第一子光束合为一束后从特定出射点输出，最终实现相位延迟的功能。其中，所述的特定入射点是所述第二子光束入射所述光分离且合束元件后，能与第一子光束合为一束输出的具有唯一性的入射点。

进一步的，所述的光分离且合束元件是双折射晶体厚片。或者所述的光分离且合束元件是偏振光分束器。

更进一步的，如果是双折射晶体厚片，所述的双折射晶体厚片的光轴与入射面法线的夹角范围为30度～70度，以实现所述第一子光束和第二子光束之间的分离角达到最大。所述的双折射晶体厚片可以是单体，也可以由多个晶体厚片组合而成。

进一步的，所述的第一位置点或第二位置点的光束折返方式是通过反射或者折射或者反射及旋转光束偏振方向或者折射及旋转光束偏振方向的方式改变所述第二子光束的行进路径。

更进一步的，所述的光束折返方式是通过直角反射棱镜、平面反射镜、斜方棱镜、道威棱镜及1/4波长的石英波片的任一或多个组合而实现。

再进一步的，所述的直角反射棱镜、平面反射镜、斜方棱镜、道威棱镜是一体的元件结构或者分体的元件结构。

进一步的，在所述的第一位置点和第二位置点的光束折返路径中插入增加或调节相位延迟量的元件。

更进一步的，所述的增加或调节相位延迟量的元件是平行平板。