偏振无关相位调制装置制造方法及图纸

提供一种偏振无关相位调制装置，包括：偏振分束器、相位调制器和反射装置；其中偏振分束器具有第一、第二、第三和第四端口，第一端口用于接收一路光波，第二和第四端口通过第一传输光路光耦合，第三端口通过第二传输光路耦合至反射装置，偏振分束器被配置用于将一路光波进行分束和/或将两路光波合束为一路光波；相位调制器，被设置在第一传输光路上并且用于对经其传输的光波进行相位调制；反射装置包括四分之一波片和反射镜，反射镜在四分之一波片后端与四分之一波片一体地形成，反射装置被配置用于将传输来的光波反射回偏振分束器，并在反射时将光波作偏振正交旋转反射。本实用新型专利技术的偏振无关相位调制装置结构简单，易于实现。

Polarization-independent phase modulation device

【技术实现步骤摘要】
偏振无关相位调制装置
本技术涉及光传输通信
，尤其涉及一种偏振无关相位调制装置。
技术介绍
量子保密通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域。基于量子密钥分发技术和一次一密密码原理，量子保密通信可在公开信道实现信息的安全。量子密钥分发基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，能够在用户之间安全地共享密钥，并且可以检测到潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全需求的领域。量子密钥分发的一个重要环节是对光量子信号的编码和解码。目前，地面量子密钥分发主要基于光纤信道传输，采用相位编码和解码是光纤信道量子密钥分发的主要方式之一，利用波导相位调制器能够实现高速、低压的光量子信号编码和解码。现有商用波导相位调制器多数是偏振相关的，如单偏振波导相位调制器只对一个偏振方向进行相位调制、双折射波导相位调制器对两个偏振方向都进行相位调制但调制效率不同，有效地实现偏振无关相位调制在量子通信以及光纤传感和光纤通信领域的热点和难点。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提出一种偏振无关相位调制装置，其通过将一路光波偏振分束为偏振态相互正交的两路光波，选择偏振分束后的其中一路光波的偏振态与相位调制器的偏振方向一致，偏振分束后的另一路光波输入相位调制器之前通过反射装置对其偏振态进行偏振正交旋转，使得两个正交偏振态的光波都以同一个偏振方向通过相位调制器，对两个正交偏振态光波进行相同的相位调制，从而实现偏振无关相位调制。本技术提供至少以下技术方案：1.一种偏振无关相位调制装置，其特征在于，包括：偏振分束器、相位调制器和反射装置；其中，所述偏振分束器具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述偏振分束器的第一端口用于接收一路输入光波，所述偏振分束器的第二端口和第四端口通过第一传输光路光耦合，所述偏振分束器的第三端口通过第二传输光路耦合至所述反射装置，其中所述偏振分束器被配置用于将所述输入光波分束为偏振态相互正交的两路光波，和/或用于将偏振态相互正交的两路光波合束为一路光波；所述相位调制器，被设置在所述第一传输光路上并且被配置用于对经其传输的光波进行相位调制；所述反射装置包括四分之一波片和反射镜，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，所述反射装置被配置用于将所述偏振分束器传输来的光波反射回所述偏振分束器，并在反射时将所述偏振分束器传输来的光波作偏振正交旋转反射，使得经由所述反射装置的反射后所述光波的偏振态变换成与其正交的偏振态。2.根据方案1所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述第一传输光路和/或所述第二传输光路为保偏光纤光路；所述第二传输光路的保偏光纤的慢轴与所述四分之一波片的慢轴或快轴的夹角为45度。3.根据方案1所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述反射装置包括四分之一波片和镀覆在所述四分之一波片的晶体表面上的反射镜。4.根据方案1所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述反射装置包括快慢轴传输相位相差90度的保偏光纤和镀覆在所述保偏光纤的端面上的反射镜。5.根据方案1至4中任一项所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述相位调制器为单偏振相位调制器。6.根据方案1至4中任一项所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述相位调制器为双折射相位调制器。7.根据方案1至4中任一项所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述偏振无关相位调制装置还包括光环形器，所述光环形器被设置位于所述偏振分束器的前端，所述光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，其中，所述光环形器的第一端口输入的光波经由所述光环形器的第二端口输出至所述偏振分束器；所述偏振分束器输出至所述光环形器的第二端口的光波经由所述光环形器的第三端口输出。利用本技术的方案，通过将任意偏振态的一路光波偏振分束为偏振态相互正交的两路光波，选择偏振分束后的其中一路光波的偏振态与相位调制器的偏振方向一致，偏振分束后的另一路光波输入相位调制器之前通过反射装置对其偏振态进行偏振正交旋转，使得两个正交偏振态的光波都以同一个偏振方向通过相位调制器，对两个正交偏振态光脉冲进行相同的相位调制，从而实现偏振无关相位调制。本技术的偏振无关相位调制装置结构简单、易于实现。附图说明图1为本技术一个实施例的偏振无关相位调制装置的组成结构示意图。图2为本技术上述实施例的偏振无关相位调制装置的工作流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本技术的主题模糊不清时，对本文所描述的器件的已知功能和结构的详细具体说明将省略。图1为本技术一个实施例的偏振无关相位调制装置的组成结构示意图。如图1所示，所述偏振无关相位调制装置包括以下组成部分：偏振分束器102、反射装置103和相位调制器104。偏振分束器102包括端口A、端口B、端口C和端口D，端口A、端口B、端口C和端口D可分别称为第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。偏振分束器102的第一端口用于接收一路输入光波，偏振分束器102的第二端口和第四端口通过第一传输光路光耦合，偏振分束器102的第三端口通过第二传输光路耦合至反射装置103，其中偏振分束器102用于将所述输入光波分束为偏振态相互正交的两路光波，和/或用于将偏振态相互正交的两路光波合束为一路光波。具体地，偏振分束器102的第一端口101，也即端口A，为偏振无关相位调制装置的输入端和输出端。相位调制器104设置在所述第一传输光路上并且被配置用于对经其传输的光波进行相位调制，即，相位调制器104设置位于连接偏振分束器102的端口B和端口D的第一传输光路上。具体地，偏振分束器102的端口B与相位调制器104一侧的端口E相连，偏振分束器102的端口D与相位调制器104另一侧的端口F相连。偏振分束器102的端口C与反射装置103相连。反射装置103是一种能够对所反射的光波的偏振态作偏振正交旋转反射、即在反射入射的光波时将该光波的偏振态变换成与其正交的偏振态的反射装置。举例而言，假设输入反射装置103的光波的偏振态为x偏振态，经反射装置103作偏振正交旋转反射后变换成与其正交的偏振态即y偏振态，或者，假设输入反射装置103的光波的偏振态为y偏振态，经反射装置103作偏振正交旋转反射后变换成与其正交的偏振态即x偏振态。在一个实施例中，反射装置103包括四分之一波片和反射镜，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，反射装置103被配置用于将偏振分束器102传输来的光波反射回偏振分束器102，并在反射时将偏振分束器102传输来的光波的偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由反射装置103反射后所述光波的偏振态变换成与其正交的偏振态。优选地，所述第一传输光路和/或所述第二传输光路为保偏光纤光路；具体地，偏振分束器102的端口B与相位调制器104的端口E连接的传输光路、偏振分束器102的端口D与相位调制器104的端口F连接的传输光路、偏振分束器102的端口C与反射装置103连接的传输光路为保偏光纤光路；所述第二传输光路的保偏光纤的慢轴与所述四分之一波片的慢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振无关相位调制装置，其特征在于，包括：偏振分束器、相位调制器和反射装置；其中，所述偏振分束器具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述偏振分束器的第一端口用于接收一路输入光波，所述偏振分束器的第二端口和第四端口通过第一传输光路光耦合，所述偏振分束器的第三端口通过第二传输光路耦合至所述反射装置，其中所述偏振分束器被配置用于将所述输入光波分束为偏振态相互正交的两路光波，和/或用于将偏振态相互正交的两路光波合束为一路光波；所述相位调制器，被设置在所述第一传输光路上并且被配置用于对经其传输的光波进行相位调制；所述反射装置包括四分之一波片和反射镜，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，所述反射装置被配置用于将所述偏振分束器传输来的光波反射回所述偏振分束器，并在反射时将所述偏振分束器传输来的光波作偏振正交旋转反射，使得经由所述反射装置的反射后所述光波的偏振态变换成与其正交的偏振态。

【技术特征摘要】
1.一种偏振无关相位调制装置，其特征在于，包括：偏振分束器、相位调制器和反射装置；其中，所述偏振分束器具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，所述偏振分束器的第一端口用于接收一路输入光波，所述偏振分束器的第二端口和第四端口通过第一传输光路光耦合，所述偏振分束器的第三端口通过第二传输光路耦合至所述反射装置，其中所述偏振分束器被配置用于将所述输入光波分束为偏振态相互正交的两路光波，和/或用于将偏振态相互正交的两路光波合束为一路光波；所述相位调制器，被设置在所述第一传输光路上并且被配置用于对经其传输的光波进行相位调制；所述反射装置包括四分之一波片和反射镜，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，所述反射装置被配置用于将所述偏振分束器传输来的光波反射回所述偏振分束器，并在反射时将所述偏振分束器传输来的光波作偏振正交旋转反射，使得经由所述反射装置的反射后所述光波的偏振态变换成与其正交的偏振态。2.根据权利要求1所述的偏振无关相位调制装置，其特征在于，所述第一传输光路和/或所述第二传输光路为保偏光纤光路...

【专利技术属性】
技术研发人员：许华醒，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11