[发明专利]一种用于偏振光的消偏系统及消偏方法

说明书

技术领域

本发明涉及量子相位编码技术领域，特别涉及一种用于偏振光的消偏系统及消偏方法。

背景技术

消偏技术是消除单模光纤应用系统中偏振相关效应的一种有效方法，在长距离光纤通信、相干传感与测量等系统中具有重要作用，随着网络通讯的发展，光纤网络的数据传送速度越来越快，对光纤网络的容量要求也越来越高。现有光纤网络传输的大多为偏振光，由此带来的器件偏振相关损耗、偏振相关增益等对偏振光敏感的干扰，都影响光纤网络传输信号的质量。因此，现有的一些光纤网络使用光学消偏器实现对偏振光进行消偏处理，以将偏振光变成非偏振光。

如图1所示，中国发明专利(授权公告号：CN102221729B)公开了一种光学退偏器，采用第一级偏振分束器、第二级光能分配器件以及第三极偏振合束器分别通过保偏光纤连接，依靠两级器件之间两条光纤的光程差实现光的消偏，光能否消偏取决于保偏光纤的长度差与保偏光纤折射率的比值，而不是保偏光纤长度与保偏光纤折射率差值的比值，因此可使用较少的光纤即可实现对相干长度较长的光源进行消偏，也就是对准单色光进行消偏，而上述退偏器采用三级器件进行消偏，系统中增加了保偏光纤数量；第二级光能分配器件以及第三极偏振合束器通过各自的保偏光纤进行熔接时，光纤熔接点需要45°角的对轴，增加了器件加工的繁杂度。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于偏振光的消偏系统以及消偏方法，以解决消偏器采用三级器件进行消偏，导致系统中增加了保偏光纤数量；第二级光能分配器件以及第三极偏振合束器通过各自的保偏光纤进行熔接时，光纤熔接点需要45°角的对轴，增加了器件加工的繁杂度的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于偏振光的消偏系统，包括前端的保偏分束器以及后端的偏振分束器，所述保偏分束器为3dB能量分束，所述保偏分束器的入射端连接有第一保偏光纤，所述保偏分束器的出射端分别连接第二保偏光纤、第三保偏光纤，所述偏振分束器的入射端分别连接有第四保偏光纤以及第五保偏光纤，所述偏振分束器的出射端连接单模光纤，所述第二保偏光纤与第四保偏光纤连接形成长臂，所述第三保偏光纤与第五保偏光纤连接形成短臂，所述长臂与短臂的臂长差大于或者等于传输光相干时间的产生距离小于传输光叠加时间的产生距离。

优选地，所述长臂与短臂的臂长差大于传输光相干时间的产生距离且小于传输光叠加时间的产生距离。

优选地，所述第二保偏光纤与第四保偏光纤为一体制成，所述第三保偏光纤与第五保偏光纤为一体制成。

优选地，所述第二保偏光纤与第四保偏光纤进行0°熔接，所述第三保偏光纤与第五保偏光纤进行0°熔接。

一种偏振光消偏方法，包括以下步骤：

1)将激光器发出的激光经过3dB能量分束的保偏分束器分成强度相等、偏振态相同的两束出射光；

2)两路出射光分别对应沿着第二保偏光纤、第四保偏光纤以及第三保偏光纤、第五保偏光纤的慢轴传播；

3)两束光经过短臂与长臂沿着各自的慢轴进入偏振分束器合成一束，所述长臂与短臂的臂长差大于或者等于传输光相干时间的产生距离小于传输光叠加时间的产生距离；

4)在偏振分束器中一个分量沿偏振分束器出射端单模光纤的慢轴传输，另一个分量沿偏振分束器出射端单模光纤的快轴传输；

5)此时偏振分束器出射的光两个分量相等，而且由于两条路径之间的路径差大于或者等于传输光相干时间的产生距离小于传输光叠加时间的产生距离，两个光分量之间没有干涉，二者叠加之后就成为非偏振光。

上述方法中，优选的，所述步骤4)中经过长臂传输偏振分束器中一个分量沿偏振分束器出射端单模光纤的慢轴传输，经过短臂传输偏振分束器中一个分量沿偏振分束器出射端单模光纤的快轴传输。

上述方法中，优选的，所述激光器发出的激光为脉冲光时，所述长臂与短臂的臂长差小于传输光脉冲叠加时间的产生距离。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明的用于偏振光的消偏系统以及消偏方法，由前端的保偏分束器以及后端的偏振分束器构成，两器件之间通过两路臂长差大于或者等于传输光相干时间的产生距离的保偏分束器连接，保偏分束器可以直接将入射的光分成强度相等、偏振态相同的两束出射光，可使得两器件之间光纤的熔接点不需要偏转45°对轴，采用0°对轴即可，这样两器件之间可采用一条光纤连接即可，另外，该消偏系统只采用了两级器件搭接，节省了大量的保偏光纤，不仅降低了系统的复杂度，同时降低了生产成本。

附图说明