一種光偏振控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光偏振控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光偏振控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光通信及光傳感等領(lǐng)域，對(duì)光的偏振態(tài)有著特殊的要求，例如，在相干光通信中，要求本振光與信號(hào)光的偏振態(tài)一致，但由于光纖的無(wú)規(guī)則雙折射，光在光纖傳輸中偏振態(tài)會(huì)隨機(jī)變化，這便需要對(duì)光的偏振態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)的調(diào)整，而自動(dòng)偏振控制器恰恰能解決這一問(wèn)題。
[0003]其中，自動(dòng)偏振控制器(Auto polarizat1n controller，簡(jiǎn)稱APC)指能將任意動(dòng)態(tài)變化的輸入偏振態(tài)轉(zhuǎn)換為任意期望輸出偏振態(tài)的偏振態(tài)控制器件，它利用晶體的雙折射現(xiàn)象來(lái)改變偏振態(tài)，通過(guò)一定的組成方法(串接波片數(shù)量和各波片間相對(duì)方位關(guān)系)和控制算法(高速動(dòng)態(tài)改變波片的方位角和雙折射相對(duì)位相差)，得到需要的偏振態(tài)的偏振光輸出。
[0004]如圖1所示，現(xiàn)有的自動(dòng)偏振控制器，輸入的信號(hào)光經(jīng)過(guò)偏振控制器調(diào)整為偏振態(tài)固定的偏振光，偏振監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)偏振光的偏振態(tài)，當(dāng)偏振光的偏振態(tài)與目標(biāo)偏振光的偏振態(tài)不一致時(shí)，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信息傳輸至控制模塊，控制模塊中的偏振態(tài)控制算法經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，發(fā)出調(diào)整指令，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的調(diào)整指令驅(qū)動(dòng)偏振控制器對(duì)偏振光的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)整;偏振監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)到偏振光的偏振態(tài)與目標(biāo)偏振光的偏振態(tài)一致時(shí)，直接對(duì)偏振光輸出。目前所使用的方法涉及到器件的成本比較高，而且需要比較復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)偏振態(tài)控制，極大的制約了相干通信等對(duì)光偏振有著特殊要求的技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種光偏振控制裝置及方法，成本比較低，無(wú)需復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)偏振態(tài)的控制。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種光偏振控制裝置，所述裝置包括:偏振切換單元和偏振控制單元，所述偏振切換單元包括第一光調(diào)制器、第二光調(diào)制器、偏振分束器、偏振控制器及光纖親合器，所述偏振控制單兀包括第一分光器、第二分光器、第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器及數(shù)字信號(hào)處理器；
[0007]其中，所述偏振分束器分別與所述第二分光器和所述第一分光器光路連接；
[0008]所述第一分光器分別與所述第一光調(diào)制器和所述第一光電探測(cè)器光路連接；
[0009]所述第二分光器分別與所述偏振控制器和所述第二光電探測(cè)器光路連接；
[0010]所述偏振控制器與所述第二光調(diào)制器光路連接；
[0011]所述數(shù)字信號(hào)處理器分別與所述第一光調(diào)制器、所述第二光調(diào)制器、所述第一光電探測(cè)器和所述第二光電探測(cè)器電連接；
[0012]所述光纖耦合器分別與所述第一光調(diào)制器和所述第二光調(diào)制器光路連接。
[0013]較佳的，所述第一分光器和第二分光器均為分光比為99:1的分光器。
[0014]較佳的，所述第一光調(diào)制器與第二光調(diào)制器均為馬赫曾德爾調(diào)制器。
[0015]較佳的，所述偏振控制器為機(jī)械式光纖偏振控制器;所述光纖耦合器為耦合比為50:50的光纖親合器，其中，親合比為親合器的輸出功率除以親合器的輸入功率。
[0016]較佳的，所述第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器和數(shù)字信號(hào)處理器可以相互分離也可以集成到集成電路中。
[0017]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種光偏振控制裝置，應(yīng)用于上述的光偏振控制裝置，所述方法包括:
[0018]所述光偏振控制裝置中的偏振分束器將接收端接收到的信號(hào)光分為第一偏振光和第二偏振光，并將第一偏振光輸送至所述光偏振控制裝置中的第二分光器，將所述第二偏振光輸送至所述光偏振裝置中的第一分光器；
[0019]所述第一分光器將所述第二偏振光分為第三偏振光和第四偏振光，將所述第三偏振光輸送至所述光偏振控制裝置的第一光調(diào)制器，將所述第四偏振光輸送至所述光偏振控制裝置中的第一光電探測(cè)器；
[°02°]所述第二分光器將所述第一偏振光分為第五偏振光和第六偏振光，將所述第五偏振光輸送至所述光偏振控制裝置中的偏振控制器，將所述第六偏振光輸送至所述光偏振控制裝置中的第二光電探測(cè)器；
[0021 ]所述偏振控制器將所述第五偏振光轉(zhuǎn)換成第七偏振光，并將所述第七偏振光輸送至所述光偏振控制裝置中的第二光調(diào)制器；
[0022]所述第一光電探測(cè)器將所述第四偏振光轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)，并將所述第一電信號(hào)輸送至所述光偏振控制裝置中的數(shù)字信號(hào)處理器；
[0023]所述第二光電探測(cè)器將所述第六偏振光轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)，并將所述第二信號(hào)光輸送至所述數(shù)字信號(hào)處理器；
[0024]所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)接收到的所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的大小，產(chǎn)生第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將所述第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送至所述第一光調(diào)制器，將所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸送至所述第二光調(diào)制器；
[0025]所述第一光調(diào)制器根據(jù)所述第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，決定是否將所述第三偏振光輸送至所述光偏振裝置中的光纖耦合器；
[0026]所述第二光調(diào)制器根據(jù)所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，決定是否將所述第七偏振光輸送至所述光纖耦合器；
[0027]所述的光纖親合器將接收到的偏振光親合為第八偏振光后輸出。
[0028]較佳的，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)接收到的所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的大小，產(chǎn)生第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)具體包括:
[0029]所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)接收到的所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的大小，比較所述第四偏振光和所述第六偏振光的光強(qiáng)度大小，產(chǎn)生第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0030]較佳的，所述比較所述第四偏振光和所述第六偏振光的光強(qiáng)度大小，產(chǎn)生所述第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)具體包括:
[0031]當(dāng)所述第四偏振光的光強(qiáng)度大于等于所述第六偏振光的光強(qiáng)度，產(chǎn)生的所述第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)為I電平，產(chǎn)生的所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)為O電平；
[0032]當(dāng)所述第四偏振光的光強(qiáng)度小于所述第六偏振光的光強(qiáng)度，產(chǎn)生的第一脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)為O電平，產(chǎn)生的所述第二脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)為I電平。
[0033]較佳的，所述第五偏振光和所述第六偏振光的偏振態(tài)相同；所述第三偏振光、所述第四偏振光和所述第七偏振光的偏振態(tài)相同。
[0034]較佳的，所述第八偏振光為偏振方向固定的線偏振光，其中，線偏振光是在光的傳播方向上，光矢量只沿一個(gè)固定的方向振動(dòng)，光矢量的大小隨相位變化、方向不變偏振光。
[0035]由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光偏振控制裝置中，偏振分束器分別與第二分光器和第一分光器光路連接;第一分光器分別與第一光調(diào)制器和第一光電探測(cè)器光路連接;第二分光器分別與偏振控制器和第二光電探測(cè)器光路連接;偏振控制器與第二光調(diào)制器光路連接;數(shù)字信號(hào)處理器分別與第一光調(diào)制器、第二光調(diào)制器、第一光電