一種減小偏振模偏振的色散補償器的製作方法

2023-07-06 20:34:56

專利名稱：一種減小偏振模偏振的色散補償器的製作方法
技術領域：
本發明屬於光通訊領域，具體涉及到一種減少偏振模偏振的色散補償器。
背景技術：
隨著光衰減和光線群速度色散問題逐漸解決，偏振模色散(PMD)會造成光信號波形失真，如果發生PMD，一般接收到的信號波形會產生擴散現象(波形變粗)，無法進行正確的數據交換。由於PMD受光纖敷設狀況及外部環境的影響而隨機變化，所以造成通信品質下降。特別是，越高速越容易受PMD的影響，這也是造成100(ibpS系統通信品質下降的最主要原因。目前，存在多種PMD補償的方案，分電補償和光補償兩種，主要以光補償為主。參考圖1，採用光補償設計的PMD補償器，主要包括一個準直器帶、以及一標準具。輸入光纖輸入光束，經由標準具反射回來藉由準直器聚焦於輸出光纖輸出，為了實現可調PMD的功效， 通常通過串聯或者集成若干上述單個PMD補償器或者標準具來實現準確調節其PMD的功效。但是現有技術的PMD補償器，當入射PMD補償器的幹涉腔的光束不是線偏光時，在每個標準具上將發生雙折射效應，從而導致不同偏振態的時延不一致，從而產生的PMD不能達到應用的要求。

發明內容
本發明為了克服標準具上將發生雙折射效應，從而導致不同偏振態的時延不一致，從而產生的PMD不能達到應用的要求。為了實現所述目的，本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器，其特徵在於包括一光束分光器、第一、二偏振態旋轉器、保偏光纖、標準具以及光束合光器，入射光束L經由光束分光器分成偏振態相互垂直的兩路光束Lo和光束Le，所述光束Lo經由第一偏振態旋轉器旋轉成和光束Le偏振態一致，後所述光束Lo和光束Le耦合進入保偏光纖，同偏振態的光束Lo和光束Le置於同一位置點入射進入標準具，第二偏振態旋轉器轉變任一所述光束Lo、光束Le的偏振態，使光束Lo和光束Le的偏振態互相垂直，藉由光束合光器耦合成一束光束輸出。其中，較佳方案為還包括若干透鏡，耦合光束進入、出射保偏光纖。其中，較佳方案為所述標準具為第一標準具、第二標準具...第N標準具的級聯結構。其中，較佳方案為所述偏振態旋轉器為波片或法拉第旋轉片。其中，較佳方案為所述光束Lo通過光束分光器11的光程HI、光束Lo從光束分光器到保偏光纖之間通過的光程H2、保偏光纖的長度Hb、保偏光纖和光束合光器之間的光程H3、光束Lo通過光束合光器的光程為H4之和與光束Le通過光束分光器的光程D1、光束Le從光束分光器到保偏光纖之間通過的光程D2，保偏光纖的長度Db、保偏光纖和光束合光器之間的光程D3以及光束Le通過光束合光器的光程D4相等即H1+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D40本發明還包括一種減小偏振模偏振的色散補償方法，其特徵在於步驟一、通過光束分光器將光束L分成偏振態相互垂直的光束Lo和光束Le ；步驟二、偏振態旋轉器將光束 Lo、光束Le的偏振態轉換成一致；步驟三、所述偏振態一致的光束Lo和光束Le利用保偏光纖傳輸至標準具色散補償後出射；步驟四，從標準具出射的光束Lo和光束Le藉由偏振態旋轉器轉變成相互垂直的偏振態，後藉由光束合光器輸出。這樣本發明具有的優點為由於兩路光通過標準具都是同偏振態、同一位置入射， 後通過偏振旋轉器使兩路光的偏振態再次互相垂直，藉由合光器合光輸出，這樣，避免光束在標準具上發生雙折射效應，而導致不同偏振態的時延不一致，進而滿足相應的PMD需求。


下面結合附圖和實施例對本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的光路結構進一步說明。圖1為本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的第一實施例的光路結構圖。圖2為本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的第一實施例的光光程的事宜圖。圖3為本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的第二實施例的光路結構圖。圖4為本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的第二實施例的光路結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的工作原理做進一步說明。圖1為本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的第一實施例的結構原理圖，如圖1所示所述色散補償器10包括一光束分光器11、第一、二偏振態旋轉器121、122、保偏光纖13、標準具14以及光束合光器16，入射光束L經由光束分光器11分成偏振態相互垂直的兩路光束Lo和光束Le，所述光束Lo經由偏振態旋轉器121旋轉成和光束Le偏振態一致，後所述光束Lo和光束Le分別通過透鏡151、透鏡152耦合進入保偏光纖13，所述光束 Lo和光束Le置於同一位置點A入射進入標準具14，其中，從標準具14出射的光束Lo藉由透鏡153匯聚於光束合光器16 ；所述光束Le藉由透鏡IM匯聚於第二偏振態旋轉器122將其偏振態旋轉成和光束Lo垂直的偏振態方向後耦合至光束合光器16，所述光束Lo和光束 Le藉由光束合光器16偶合成一束光束輸出。其中，該實施例中標準具14包括第一標準具141、第二標準具142...第N標準具 14η的級聯方式，從而實現偏振模色散(PMD)精確控制。其中，該實施例中第一、二偏振旋轉器121、122可以為波片或法拉第旋轉器。其中，該實施例中，所述標準具14具有四纖結構的準直器。其中，本實施例的偏振態變化原理為光束L從光束分光器11分離偏振態相互垂直的兩路光束Lo和光束Le，後光束Lo的偏振經由第一偏振旋轉器121轉化成和光束Le的偏振態一致，所述偏振態一致的光束Lo和光束Le分別通過保偏光纖13、標準具14後，光束Le經由第二偏振態轉化成和光束Lo輸出的偏振態相互垂直，後光束Lo和光束Le藉由光束合光器合光輸出。圖2為本實施例的光光程的示意圖，其計算過程為光束Lo通過光束分光器11的光程為H1，光束Lo從光束分光器11到保偏光纖13之間通過的光程為H2，進入標準具14 的保偏光纖13的長度為Hb，保偏光纖13和光束合光器16之間的光程為H3，光光束Lo通過光束合光器16的光程為H4，光束Lo通過的總光程HLo = Hl+H2+Hb+H3+H4 ；光束Le通過光束分光器11的光程為D1，光束Le從光束分光器11到保偏光纖13之間通過的光程為 D2，進入標準具14的保偏光纖13的長度為Db，保偏光纖13和光束合光器16之間的光程為 D3，光束Le通過光束合光器16的光程為D4，光束Le通過的總光程DLe = Dl+D2+Db+D3+D4， 為了保證同一脈衝的光束Lo和光束Le同時輸出，需保證光束Lo通過的總光程HLo和光束 Le通過的總光程DLe相等，即H1+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D4，其中，從光路圖2不難看出，由於光束Lo通過光束分光器11的光程Hl和通過光束合光器16的光程H4之和等於光束Le通過光束分光器11的光程Dl和通過光束合光器16的光程D4之和，即H1+H4 = D1+D4，且光束Lo從光束分光器11到保偏光纖13之間的光程H2和Le從光束分光器11到保偏光纖13之間的光程D2相等，光束Lo通過保偏光纖13和光束合光器16之間的光程H3 和光束Le通過保偏光纖13和光束合光器16之間的光程D3相等，即H1 = Dl ；H4 = D4，所以需要滿足上述Hl+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D4的等式，只需要光束Lo通過保偏光纖 13的長度Hb和光束Le通過保偏光纖13的長度Db相等即可。圖3為本發明一種減小偏振模偏振的色散補償器的第二實施例的光路原理圖，如圖2所示所述色散補償器20包括一光束分光器21、第一、二偏振態旋轉器221、222以及保偏光纖23、標準具M以及光束合光器沈，入射光束L經由光束分光器21分成偏振態相互垂直的兩路光束Lo和光束Le，所述光束Lo經由偏振態旋轉器122旋轉成和光束Le偏振態一致，後所述光束Lo和光束Le分別通過透鏡251、透鏡252耦合進入保偏光纖23，所述光束Lo和光束Le置於同一位置點A入射進入標準具M，其中，從標準具M出射的光束 Lo藉由透鏡253匯聚於第二偏振態旋轉器222將其偏振態轉成和光束Le的偏振態相互垂直；所述光束Le藉由透鏡2M匯聚於光束合光器沈，所述光束Lo和光束Le藉由光束合光器沈偶合成一束光束輸出。其中，該實施例中標準具M包括第一標準具Ml、第二標準具M2...第N標準具 14η的級聯方式，從而實現偏振模色散(PMD)精確控制。其中，該實施例中第一、二偏振旋轉器221、222可以為波片或法拉第旋轉器。其中，該實施例中，所述標準具M具有四纖結構的準直器。其中，本實施例的偏振態變化原理為光束L從光束分光器21分離偏振態相互垂直的兩路光束Lo和光束Le，後光束Lo的偏振經由第一偏振旋轉器221轉化成和光束Le的偏振態一致，所述偏振態一致的光束Lo和光束Le分別通過保偏光纖23、標準具M後，光束 Lo經由第二偏振旋轉器222轉化成和光束Le輸出的偏振態相互垂直，後光束Lo和光束Le 藉由光束合光器26合光輸出。圖4為本實施例的光光程的示意圖，其計算過程為光束Lo通過光束分光器21的光程為Hl，光束Lo從光束分光器21到保偏光纖23之間通過的光程為H2，進入標準具M的保偏光纖23的長度為Hb，保偏光纖23和光束合光器沈之間的光程為H3，光光束Lo通過光束合光器26的光程為H4，光束Lo通過的總光程HLo = Hl+H2+Hb+H3+H4 ；光束Le通過光束分光器11的光程為Dl，光束Le從光束分光器21到保偏光纖23之間通過的光程為D2，進入標準具14的保偏光纖23的長度為Db，保偏光纖23和光束合光器沈之間的光程為D3，光束Le通過光束合光器沈的光程為D4，光束Le通過的總光程DLe = Dl+D2+Db+D3+D4，為了保證同一脈衝的光束Lo和光束Le同時輸出，需保證光束Lo通過的總光程HLo和光束Le 通過的總光程DLe相等，即H1+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D4，其中，從光路圖4不難看出，由於光束Lo從光束分光器21到保偏光纖23之間的光程H2和Le從光束分光器21到保偏光纖23之間的光程D2相等，光束Lo通過保偏光纖23和光束合光器沈之間的光程H3 和光束Le通過保偏光纖23和光束合光器沈之間的光程D3相等，即H1 = Dl ；H4 = D4，所以需要滿足上述 Hl+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D4 的等式，需要 H2+Hb+H3 = D2+Db+D3, 這樣需要通過兩路保偏光纖23的長度Hb和Db來補償光束Lo通過光束分光器11的光程 Hl和通過光束合光器16的光程H4之和與光束Le通過光束分光器11的光程Dl和通過光束合光器16的光程D4之和的差值。這樣本發明具有的優點為兩路光通過標準具14、M都是同偏振態、同一位置入射，後通過偏振旋轉器使兩路光的偏振態再次互相垂直，藉由合光器合光輸出，這樣，避免光束在標準具14、M發生雙折射效應，而導致不同偏振態的時延不一致，進而滿足相應的 PMD需求。以上所述者，僅為本發明最佳實施例而已，並非用於限制本發明的範圍，凡依本發明申請專利範圍所作的等效變化或修飾，皆為本發明所涵蓋。
權利要求
1.一種減小偏振模偏振的色散補償器，其特徵在於包括一光束分光器、第一、二偏振態旋轉器、保偏光纖、標準具以及光束合光器，入射光束L經由光束分光器分成偏振態相互垂直的兩路光束Lo和光束Le，所述光束Lo經由第一偏振態旋轉器旋轉成和光束Le偏振態一致，後所述光束Lo和光束Le耦合進入保偏光纖，同偏振態的光束Lo和光束Le置於同一位置點入射進入標準具，第二偏振態旋轉器轉變任一所述光束Lo、光束Le的偏振態，使光束Lo和光束Le的偏振態互相垂直，藉由光束合光器耦合成一束光束輸出。
2.根據權利要求1所述的減小偏振模偏振的色散補償器，其特徵在於包括若干透鏡， 耦合光束進入、出射保偏光纖。
3.根據權利要求1所述的減小偏振模偏振的色散補償器，其特徵在於所示標準具為第一標準具、第二標準具...第N標準具的級聯結構。
4.根據權利要求1所述的減小偏振模偏振的色散補償器，其特徵在於所述第一、二偏振態旋轉器為波片或法拉第旋轉片。
5.根據權利要求1所述的減小偏振模偏振的色散補償器，其特徵在於所述光束Lo通過光束分光器11的光程HI、光束Lo從光束分光器到保偏光纖之間通過的光程H2、保偏光纖的長度Hb、保偏光纖和光束合光器之間的光程H3、光束Lo通過光束合光器的光程為H4 之和與光束Le通過光束分光器的光程D1、光束Le從光束分光器到保偏光纖之間通過的光程D2，保偏光纖的長度Db、保偏光纖和光束合光器之間的光程D3以及光束Le通過光束合光器的光程 D4 相等即:H1+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D4。
6.一種減小偏振模偏振的色散補償方法，其特徵在於步驟一、通過光束分光器將光束L分成偏振態相互垂直的光束Lo和光束Le ；步驟二、偏振態旋轉器將光束Lo、光束Le的偏振態轉換成一致；步驟三、所述偏振態一致的光束Lo和光束Le利用保偏光纖傳輸至標準具色散補償後出射；步驟四，從標準具出射的光束Lo和光束Le藉由偏振態旋轉器轉變成相互垂直的偏振態，後藉由光束合光器輸出。
7.根據權利要求6所述的減小偏振模偏振的色散補償方法，其特徵在於包括若干透鏡，耦合光束進入、出射保偏光纖。
8.根據權利要求6所述的減小偏振模偏振的色散補償方法，其特徵在於所示標準具為第一標準具、第二標準具...第N標準具的級聯結構。
9.根據權利要求6所述的減小偏振模偏振的色散補償方法，其特徵在於所述偏振態旋轉器為波片或法拉第旋轉片。
10.根據權利要求6所述的減小偏振模偏振的色散補償方法，其特徵在於所述光束Lo 通過光束分光器11的光程HI、光束Lo從光束分光器到保偏光纖之間通過的光程H2、保偏光纖的長度Hb、保偏光纖和光束合光器之間的光程H3、光束Lo通過光束合光器的光程為H4 之和與光束Le通過光束分光器的光程D1、光束Le從光束分光器到保偏光纖之間通過的光程D2，保偏光纖的長度Db、保偏光纖和光束合光器之間的光程D3以及光束Le通過光束合光器的光程 D4 相等即:H1+H2+Hb+H3+H4 = Dl+D2+Db+D3+D4。
全文摘要
本發明提供一種減小偏振模偏振的色散補償方法，屬於光通訊領域，其特徵在於步驟一、通過光束分光器將光束L分成偏振態相互垂直的光束Lo和光束Le；步驟二、偏振態旋轉器將光束Lo、光束Le的偏振態轉換成一致；步驟三、所述偏振態一致的光束Lo和光束Le利用保偏光纖傳輸至標準具色散補償後出射；步驟四，從標準具出射的光束Lo和光束Le藉由偏振態旋轉器轉變成相互垂直的偏振態，後藉由光束合光器輸出。本發明具有的優點為避免光束在標準具上發生雙折射效應，而導致不同偏振態的時延不一致，進而滿足相應的PMD需求。
文檔編號H04B10/18GK102253498SQ201010177359
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者王則欽, 謝紅, 黃 俊 申請人:昂納信息技術(深圳)有限公司