基于螺旋光纤的光开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于螺旋光纤的光开关装置，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤具有三段不同的折射率区间，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。该光开关装置可克服外界环境扰动，如温度波动，机械振动对全光开关性能的影响。由于光开关的各个部件采用光纤熔接，系统的可集成度高。

Optical switch device based on spiral fiber

The invention relates to an optical switch device based on optical fiber spiral, spiral, spiral second by the first optical fiber and optical fiber coupling optical fiber polarizer are connected in sequence, the first and second helical fiber for two identical spiral fiber, helical fiber has three different refractive index, the first interval rotation free interval, second interval variable refractive index interval, third interval pitch interval; no rotation interval of incident linearly polarized light from the first helical fiber, the first spiral of variable refractive optical fiber refractive index modulation rate of elliptical polarized light interval into the second helical fiber rate and polarized light into the optical fiber coupling analyzer from non rotating spiral interval second optical fiber, optical fiber coupling output polarizer end as the final output end of the optical switch device. The optical switching device can overcome the disturbance of the external environment, such as temperature fluctuation, and the effect of mechanical vibration on the performance of all optical switching. Because all parts of the optical switch are fused by fiber, the system has a high degree of integration.

【技术实现步骤摘要】
基于螺旋光纤的光开关装置
本专利技术涉及一种光纤技术，特别涉及一种基于螺旋光纤的光开关装置。
技术介绍
全光开关在光通信与信息技术中有重要应用，如计算机光互联，芯片光互联，通信交换机，光传感网络等等。光通信朝着高速率、集成化、全光化、高稳定方向快速发展。全光开关无需电光转换，用非线性光学方法实现，主要是采用光克尔效应。保偏光纤具有偏振保持的特性，可以抗环境干扰，传输信号的稳定性强。因此，发展基于保偏光纤的全光开关有重要的意义。保偏光纤能保持沿着光纤快轴和慢轴的入射的光的偏振态。但是，对于其它任意角度的偏振态并不能保持，也就是说保偏光纤并不能保持椭圆偏振。原因在于，光纤的快慢轴的折射率不同，不同偏振分量在传输一段距离后脉冲会产生走离，进而分裂，降低了通信速率。因此，基于保偏光纤光克尔效应的光开关仍未实现。
技术实现思路
本专利技术是针对全光开关存在的问题，提出了一种基于螺旋光纤的光开关装置，克服外界环境扰动，如温度波动，机械振动对全光开关性能的影响。本专利技术的技术方案为：一种基于螺旋光纤的光开关装置，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。所述无旋转区间的慢轴和快轴有固定的折射率，可保持沿快轴或慢轴入射光的偏振态。所述变折射率区间的慢轴和快轴折射率发生逐渐变化，慢轴折射率变小，快轴折射率变大，直至慢轴和快轴的折射率相等，从而过渡到等螺距区间。所述等螺距区间的慢轴和快轴折射率相等，在快轴和慢轴上的分量无线性相移。所述第一根螺旋光纤、第二根螺旋光纤以及光纤耦合检偏器的光纤采用光纤熔接相连。所述光纤耦合检偏器偏振透射方向与第一根螺旋光纤的偏振入射方向垂直。所述光纤耦合检偏器为与偏振相关的任何光纤耦合器件。所述螺旋光纤可为熊猫型保偏光纤、“一”字型保偏光纤、椭圆型保偏光纤、领结型保偏光纤中任意一种保偏光纤。本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于螺旋光纤的光开关装置，实现了非线性光克尔调控的光开关效应；由于特殊的折射率分布区间，激光在进入螺旋光纤后在第一区间可以保持线偏振态，在第二区间可以形成椭圆偏振，第三区间可以保持椭圆偏振。这种区间分布可以克服外界环境（如温度、振动）波动对光开关性能的干扰，显著提高了光开关的稳定性和可靠性。由于光开关的各个部件采用光纤熔接，系统的可集成度高。附图说明图1为本专利技术基于螺旋光纤的光开关装置结构示意图；图2为本专利技术螺旋光纤的示意图。具体实施方式如图1所示基于螺旋光纤的光开关装置结构示意图，装置由第一螺旋光纤10、第二螺旋光纤20以及光纤耦合检偏器30依次相连组成。其中，第一螺旋光纤10的线偏振输入端11作为光开关装置的输入端，第一螺旋光纤10的椭圆偏振输出端12与第二螺旋光纤20的椭圆偏振输入端21相连，第二螺旋光纤20的线偏振输出端22与光纤耦合检偏器30的输入端31相连，光纤耦合检偏器330的输出端32作为光开关装置的最终输出端。所述的第一螺旋光纤10和第二螺旋光纤20是两根全同的螺旋光纤。如图2所示螺旋光纤的示意图，所述的第一螺旋光纤10由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间13、第二区间为变折射率区间14、第三区间为等螺距区间15，第一螺旋光纤10和第二螺旋光纤20连接时，第一螺旋光纤10的变折射率区间14出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤20的变折射率区间，从第二螺旋光纤20的无旋转区间出射线偏振光。无旋转区间13的慢轴和快轴有固定的折射率，可保持沿快轴或慢轴入射光的偏振态。变折射率区间14的慢轴和快轴折射率发生逐渐变化，慢轴折射率变小，快轴折射率变大，直至慢轴和快轴的折射率相等，从而过渡到等螺距区间15，变折射率区间，通过在加热的条件下旋转光纤形成螺旋的状态，螺旋的螺距逐渐变短，慢轴和快轴的折射率趋于相等。等螺距区间15的慢轴和快轴折射率相等。在等螺距区间15上，脉冲在快轴和慢轴上的分量无线性相移。光纤耦合检偏器30偏振透射方向与第一根螺旋光纤10的偏振入射方向垂直。即入射脉冲在螺旋光纤中不产生非线性相移，或不发生偏振旋转时，无法透过检偏器；仅当入射脉冲在螺旋光纤中产生非线性相移，或发生偏振旋转时，才能部分或者全部透过检偏器。所述的光纤耦合检偏器30可以为偏振相关的任何光纤耦合器件，如偏振分束器，单轴工作的分束器，偏振相关隔离器等。光开关装置中，第一根螺旋光纤10、第二根螺旋光纤20以及检偏器30的光纤采用光纤熔接相连。所述螺旋光纤可为熊猫型保偏光纤、“一”字型保偏光纤、椭圆型保偏光纤、领结型保偏光纤中任意一种保偏光纤。线偏振光通过第一根螺旋光纤10演化成椭圆偏振态，在第二区间（变折射率区间）演化成椭圆偏振，不同偏振分量产生线性相移；不同偏振分量在螺旋光纤的第二区间（变折射率区间）和第三区间（等螺距区间）发生交叉相位调制，产生非线性相移，光强较强的分量发生相位延迟；而后，由第二根螺旋光纤20补偿不同偏振分量的线性相移；非线性相移仅与光强有关，所以光强较强的分量进一步累积非线性相移；最终在第二根螺旋光纤20的保持线偏振端出射。由于有非线性相移的存在，第二根螺旋光纤20的保持线偏振端的出射脉冲相对于第一根螺旋光纤10的入射脉冲发射了一定角度的偏振旋转，旋转角度与脉冲的强度及两根螺旋光纤的第二区间和第三区间的长度相关。脉冲强度越强，第二区间和第三区间的光纤长度越长，旋转角度越大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。

【技术特征摘要】
1.一种基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，由第一螺旋光纤、第二螺旋光纤以及光纤耦合检偏器依次相连组成，第一和第二螺旋光纤为两根全同的螺旋光纤，螺旋光纤由三段不同的折射率区间依次组成，第一区间为无旋转区间、第二区间为变折射率区间、第三区间为等螺距区间；线偏振光从第一螺旋光纤的无旋转区间入射，第一螺旋光纤的变折射率区间出射的椭圆偏振光进入第二螺旋光纤的变折射率区间，从第二螺旋光纤的无旋转区间出射线偏振光进入光纤耦合检偏器，光纤耦合检偏器的输出端作为光开关装置的最终输出端。2.根据权利要求1所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述无旋转区间的慢轴和快轴有固定的折射率，可保持沿快轴或慢轴入射光的偏振态。3.根据权利要求1所述基于螺旋光纤的光开关装置，其特征在于，所述变折射率区间的慢轴和快轴折射率发生逐渐变化，慢轴折射率变小，快轴折射率变大，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝强，俞冰昊，曾和平，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31