一种产生二维正交偏振光源的装置制造方法及图纸

一种产生二维正交偏振光源的装置，属于光纤光源领域。本发明专利技术的宽谱光源1通过普通单模光纤3与起偏器2连接，起偏器2与光纤偏振摇摆滤波器4连接，光纤偏振摇摆滤波器4与偏振分束器5连接，偏振分束器5与保偏光纤6连接。本发明专利技术提供的一种产生二维正交偏振光源的装置，输出的两束光不仅光谱正交，而且偏振方向正交，可以弥补实验过程中偏振态受外界干扰产生的影响，降低偏振交叉耦合带来的误差，使偏振光源的两个偏振态都得到了使用，该光源结构简单、器件集成度高，与光纤系统的兼容性好，其中提供的光纤偏振摇摆滤波性能稳定、可扩展能力强。

A Device for Generating Two-Dimensional Orthogonal Polarization Light Source

A device for generating two-dimensional orthogonal polarization light source belongs to the field of optical fiber light source. The broad-spectrum light source 1 of the invention is connected with the polarizer 2 through the common single-mode optical fiber 3, the polarizer 2 is connected with the optical fiber polarization swing filter 4, the optical fiber polarization swing filter 4 is connected with the polarization beam splitter 5, and the polarization beam splitter 5 is connected with the polarization maintaining optical fiber 6. A device for generating two-dimensional orthogonal polarization light source is provided. The output two beams of light are not only orthogonal in spectrum, but also orthogonal in polarization direction, which can compensate for the influence of external interference on polarization state in the experimental process, reduce the error caused by cross-polarization coupling, and make the two polarization states of polarization light source used. The light source has simple structure, high device integration, and light. The fiber system has good compatibility, and the polarization swing filter provided by the fiber system has stable performance and strong scalability.

【技术实现步骤摘要】
一种产生二维正交偏振光源的装置
本专利技术属光纤光源领域，具体涉及一种产生二维正交偏振光源的装置。
技术介绍
光纤传输具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强等特点，被广泛应用于光通信技术、光学传感技术等领域，光纤滤波器是以光纤作为主要传输介质实现光学滤波的器件，其具有低插入损耗、结构紧凑、高频率响应的特点，并且在与光通信系统、光纤传感等系统的集成方面具有天然优势。基于光纤滤波器的可调谐和多波长激光光源是光通信的密集波分复用技术的关键器件，使用光纤滤波器对激光进行选频，实现激光的多波长输出。除此之外，光纤滤波器在光纤传感方面也具有巨大的应用潜力，在压力、温度等外界环境变化过程中，滤波器的波长会随之改变，通过测量波长的变化得到外界物理量的变化，目前光纤滤波器已在压力、温度、应变、折射率的测量中得到应用。常见的光纤滤波器有干涉型双折射型光纤滤波器、光纤光栅型滤波器、声光调制型滤波器、耦合器型滤波器。光纤偏振摇摆滤波器(FiberPolarizationRockingfilter，PRF)起源于19世纪60年代solc提出的双折射滤波器，双折射滤波器由一系列的具有相同相位延迟的双折射滤波片组成，最简单的双折射滤波器由几个相同厚度的滤波片以特殊的角度堆叠而成，其中Ⅰ型双折射滤波器的角度为αi＝-(-1)iα，Ⅱ型双折射滤波器的角度为αi＝(2i-1)α。1980年MarkJohnson首次在双折射光纤中通周期性过机械扭转制成了Ⅰ型光纤偏振摇摆滤波器，1984年Stolen,R.H.对光纤偏振摇摆滤波器的传输光谱进行了细致研究。近些年的研究逐渐趋向于基于特种光纤的光纤摇摆滤波器传感特性的研究，2014年G.Statkiewicz-Barabach研究了在微结构光纤和标准椭圆芯光纤中机械诱导的高阶摇摆滤波器的传输特性，及其具有不同相位模态双折射的光谱依赖性。Anuszkiewicz,A等人在2008年至2013年间研究了基于微结构光纤的摇摆滤波器的温度、压力、折射率等传感特性。现有的滤波器种类繁多，具有良好偏振特性的滤波器一般有Lyot滤波器、solc滤波器、基于双折射光纤的sgnac环滤波器、微波光子滤波器等，Lyot滤波器、solc滤波器为晶体堆叠型滤波器，与光纤系统的集成能力差，灵活性差，基于双折射光纤的sgnac环滤波器、微波光子滤波器结构复杂，需要多种元器件配合使用，特别是基于该滤波器的光源受到了很大的限制。光纤传感器中使用了许多类型的光源，根据光的相干性，分为相干光源和非相干光源。非相干光源包括热光源、气体放电光源、发光二极管，相干光源包括固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体激光二极管、光纤激光器等。为了获得特殊光源，人们通常在光源之后衔接滤波器、滤波片等滤光器件，产生偏振光(线偏光、部分偏振光、圆偏光等)、梳状光谱等等，例如在激光器后连接sgnac环滤波器产生梳状偏振光(CN201510952930.1，基于硅基双萨格纳克环镜环路结构的光滤波器件)，然而这类器件通常只能输出单偏振方向、单梳状谱，偏振方向易受外界环境干扰，不能利用垂直偏振方向的光进行对比试验。为了解决上述问题，本专利技术通过在光源后衔接光纤偏振摇摆滤波器，使光源输出两束光，这两束光不仅偏振方向正交，而且光谱正交。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种产生二维正交偏振光源的装置，该光源输出的两束光，不仅光谱正交而且偏振方向也正交。一种产生二维正交偏振光源的装置，其结构包括：宽谱光源1、起偏器2、普通单模光纤3、光纤偏振摇摆滤波器4、偏振分束器5、保偏光纤6，光纤偏振摇摆滤波器4包括第一光纤偏振摇摆滤波器、第二光纤偏振摇摆滤波器、第三光纤偏振摇摆滤波器，ASE宽谱光源1通过普通单模光纤3与起偏器2连接，起偏器2与光纤偏振摇摆滤波器4连接，光纤偏振摇摆滤波器4与偏振分束器5连接，偏振分束器5与保偏光纤6连接。所述的光纤摇摆滤波器由第一光纤偏振摇摆滤波器、第二光纤偏振摇摆滤波器、第三光纤偏振摇摆滤波器在同一根保偏光纤上并联或者串联而成。所述的第一光纤偏振摇摆滤波器或第二光纤偏振摇摆滤波器或第三光纤偏振摇摆滤波器由保偏光纤经周期性扭转而成，周期数为N，扭转角为αi＝-(-1)iα,其中α＝π/(4×N)，滤波器的扭转长度为Lt＝0.5×LB，中心波长为λ0＝δn×LB，其中LB为滤波器单个周期长度，δn为保偏光纤的快慢轴折射率差，半高宽为Δλ＝λ/N。所述的第一光纤偏振摇摆滤波器或第二光纤偏振摇摆滤波器或第三光纤偏振摇摆滤波器的中心波长为第一阶次的峰或其他阶次的峰，kλ0＝δnLB，k＝0.5,1.5,2.5....，其中k为滤波器的阶次。宽谱光源1为ASE光源，光谱范围为1490nm-1610nm，谱形为高斯光谱，偏振分束器5的输出光为‘山’字形的X方向偏振光和‘凹’字形的Y方向偏振光，偏振分束器5输出的两束偏振光偏振方向正交，光谱强度正交。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种产生二维正交偏振光源的装置，输出的两束光不仅光谱正交，而且偏振方向正交，可以弥补实验过程中偏振态受外界干扰产生的影响，降低偏振交叉耦合带来的误差，使偏振光源的两个偏振态都得到了使用，特别是在白光干涉实验过程中，本专利技术作为光源，能明显降低实验误差带来的影响，并能用来分析实验误差来源以及分析误差对实验结果影响的大小，该光源结构简单、器件集成度高，与光纤系统的兼容性好，其中提供的光纤偏振摇摆滤波性能稳定、可扩展能力强。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的光纤偏振摇摆滤波器示意图。图3为本专利技术的光纤偏振摇摆滤波器原理示意图。图4为本专利技术制作滤波器的示意图。图5为本专利技术的滤波器串联示意图。图6为本专利技术的滤波器并联示意图。图7为本专利技术的滤波器输出X轴偏振光和Y轴偏振光。图8为本专利技术实施例中ASE光源光谱图9为本专利技术输出的X轴偏振光。图10为本专利技术输出的Y轴偏振光。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步的描述：本专利技术为一种产生二维正交偏振光源的装置，其结构包括：宽谱光源1、起偏器2、普通单模光纤3、光纤偏振摇摆滤波器4、偏振分束器5、保偏光纤6，光纤偏振摇摆滤波器4包括第一光纤偏振摇摆滤波器、第二光纤偏振摇摆滤波器、第三光纤偏振摇摆滤波器，ASE宽谱光源1通过普通单模光纤3与起偏器2连接，起偏器2与光纤偏振摇摆滤波器4连接，光纤偏振摇摆滤波器4与偏振分束器5连接，偏振分束器5与保偏光纤6连接，光纤器件之间使用熔接机进行焊接，具体结构如图1所示。第一光纤偏振摇摆滤波器或第二光纤偏振摇摆滤波器或第三光纤偏振摇摆滤波器的周期数为N，扭转角为αi＝-(-1)iα,其中α＝π/(4×N)，滤波器的扭转长度为Lt＝0.5×LB，中心波长为λ0＝δn×LB，其中LB为滤波器单个周期长度，δn为保偏光纤的快慢轴折射率差，半高宽为Δλ＝λ/N。所述的第一光纤偏振摇摆滤波器或第二光纤偏振摇摆滤波器或第三光纤偏振摇摆滤波器的中心波长为第一阶次的峰或其他阶次的峰，kλ0＝δnLB，k＝0.5,1.5,2.5....，其中k为滤波器的阶次。光纤摇摆滤波器的原理如图2、图3所示，在保偏光纤的A、B两点间正向扭转θ度，在C、D间反向扭转θ度，A到D记为一个扭转周期Lt，该过程沿光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种产生二维正交偏振光源的装置，其结构包括：宽谱光源(1)、起偏器(2)、普通单模光纤(3)、光纤偏振摇摆滤波器(4)、偏振分束器(5)、保偏光纤(6)，光纤偏振摇摆滤波器(4)包括第一光纤偏振摇摆滤波器、第二光纤偏振摇摆滤波器、第三光纤偏振摇摆滤波器，其特征在于：ASE宽谱光源(1)通过普通单模光纤(3)与起偏器(2)连接，起偏器(2)与光纤偏振摇摆滤波器(4)连接，光纤偏振摇摆滤波器(4)与偏振分束器(5)连接，偏振分束器(5)与保偏光纤(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种产生二维正交偏振光源的装置，其结构包括：宽谱光源(1)、起偏器(2)、普通单模光纤(3)、光纤偏振摇摆滤波器(4)、偏振分束器(5)、保偏光纤(6)，光纤偏振摇摆滤波器(4)包括第一光纤偏振摇摆滤波器、第二光纤偏振摇摆滤波器、第三光纤偏振摇摆滤波器，其特征在于：ASE宽谱光源(1)通过普通单模光纤(3)与起偏器(2)连接，起偏器(2)与光纤偏振摇摆滤波器(4)连接，光纤偏振摇摆滤波器(4)与偏振分束器(5)连接，偏振分束器(5)与保偏光纤(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种产生二维正交偏振光源的装置，其特征在于：光纤摇摆滤波器由第一光纤偏振摇摆滤波器、第二光纤偏振摇摆滤波器、第三光纤偏振摇摆滤波器在同一根保偏光纤上并联或者串联而成。3.根据权利要求1所述的一种产生二维正交偏振光源的装置，其特征在于：所述的第一光纤偏振摇摆滤波器或第二光纤偏振摇摆滤波器或第三光纤偏振摇摆滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建中，张斌，赵衍双，柴全，田野，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23