[发明专利]偏振无关双光束干涉方法和装置

说明书

本发明提出一种偏振无关双光束干涉方法和装置。该方法包括：将入射的任意偏振态的一路输入光波经由第一分束器分束为在两条光路中传输的两路光波；将所述两路光波分别经由设置在所述两条光路中的两个偏振正交旋转反射装置反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；其中，对于所述两路光波中的每一路光波：该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。本发明使得能够对任意偏振态的输入光波稳定地进行双光束干涉，实现了偏振无关的抗偏振诱导衰落的稳定干涉。

技术领域

本发明涉及光传感、光通信以及微波光子等技术领域，尤其涉及一种偏振无关双光束干涉方法和装置。

背景技术

在光纤传感技术中，基于两路光波(双光束)干涉的干涉型光纤传感方法因具有极高的灵敏度，在水声、磁场、应变、压力、电流等物理量的测量方面取得了广泛的应用。然而，在两路光波干涉中，因两路光波(一束为参考光束，一束为信号调制光束)所经过的传输光路(通常为光纤光路)不同，两路光波的偏振态产生随机变化在干涉时引起干涉信号的随机衰落，尤其当两路光波在干涉时偏振态正交的情况，干涉信号为零，这一现象称为偏振诱导衰落。

如何实现偏振无关的抗偏振诱导衰落的稳定干涉是两路光波干涉在实际应用中需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种偏振无关双光束干涉方法和装置，通过对一路光波分束产生的两路光波中的每一路光波进行反射并在反射时对每一路光波的两个正交偏振态进行偏振正交旋转，保持每一路光波的两个正交偏振态在传输光路上不变，实现两路光波在合束干涉时偏振态相同，从而实现抗偏振诱导衰落的稳定干涉。

本发明提供至少以下技术方案：

1.一种偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述方法包括：

将入射的任意偏振态的一路输入光波经由第一分束器分束为在两条光路中传输的两路光波；

将所述两路光波分别经由设置在所述两条光路中的两个偏振正交旋转反射装置反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；

其中，对于所述两路光波中的每一路光波：

该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。

2.根据方案1所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，对于所述两路光波中的每一路光波：

保持该路光波的两个正交偏振态在从所述第一分束器传输至相应的偏振正交旋转反射装置反射前保持不变，且在相应的偏振正交旋转反射装置反射后传输至所述第一分束器期间保持不变。

3.根据方案1所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片的后端与所述四分之一波片一体地形成；所述四分之一波片被构造成使得输入所述四分之一波片的光波的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。

4.根据方案1至3中任一项所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器具有输入端口、第一输出端口和第二输出端口，其中所述输入端口用于接收经所述两条光路之一传输的一路光波，所述第一输出端口和第二输出端口之间设置有一条子光路，所述子光路被设置用于将经由第二偏振分束器分束后的从第一输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第二输出端口，并且将经由第二偏振分束器分束后的从第二输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第一输出端口。