偏振无关双光束干涉方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种偏振无关双光束干涉方法和装置。该方法包括：将入射的任意偏振态的一路输入光波经由第一分束器分束为在两条光路中传输的两路光波；将所述两路光波分别经由设置在所述两条光路中的两个偏振正交旋转反射装置反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；其中，对于所述两路光波中的每一路光波：该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。本发明专利技术使得能够对任意偏振态的输入光波稳定地进行双光束干涉，实现了偏振无关的抗偏振诱导衰落的稳定干涉。

Polarization independent two beam interference method and device

The invention provides a polarization independent double beam interference method and device. The method comprises the following steps: splitting an input light wave of any polarization state into two light waves transmitted in two light paths through a first beam splitter; reflecting the two light waves back to the first beam splitter through two polarization orthogonal rotation reflectors arranged in the two light paths respectively, and outputting the two reflected light waves by the first beam splitter; wherein For each of the two optical waves: when the optical wave is reflected by the polarization orthogonal rotation reflection device of the optical path, the two orthogonal polarization states of the optical wave are respectively reflected by the polarization orthogonal rotation reflection device, so that after the reflection by the polarization orthogonal rotation reflection device, the two orthogonal polarization states of the optical wave are respectively transformed into their orthogonal polarization states. The invention can stably carry out two beam interference on the input light wave of any polarization state, and realize polarization independent stable interference against polarization induced fading.

【技术实现步骤摘要】
偏振无关双光束干涉方法和装置
本专利技术涉及光传感、光通信以及微波光子等
，尤其涉及一种偏振无关双光束干涉方法和装置。
技术介绍
在光纤传感技术中，基于两路光波(双光束)干涉的干涉型光纤传感方法因具有极高的灵敏度，在水声、磁场、应变、压力、电流等物理量的测量方面取得了广泛的应用。然而，在两路光波干涉中，因两路光波(一束为参考光束，一束为信号调制光束)所经过的传输光路(通常为光纤光路)不同，两路光波的偏振态产生随机变化在干涉时引起干涉信号的随机衰落，尤其当两路光波在干涉时偏振态正交的情况，干涉信号为零，这一现象称为偏振诱导衰落。如何实现偏振无关的抗偏振诱导衰落的稳定干涉是两路光波干涉在实际应用中需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种偏振无关双光束干涉方法和装置，通过对一路光波分束产生的两路光波中的每一路光波进行反射并在反射时对每一路光波的两个正交偏振态进行偏振正交旋转，保持每一路光波的两个正交偏振态在传输光路上不变，实现两路光波在合束干涉时偏振态相同，从而实现抗偏振诱导衰落的稳定干涉。本专利技术提供至少以下技术方案：1.一种偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述方法包括：将入射的任意偏振态的一路输入光波经由第一分束器分束为在两条光路中传输的两路光波；将所述两路光波分别经由设置在所述两条光路中的两个偏振正交旋转反射装置反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；其中，对于所述两路光波中的每一路光波：该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。2.根据方案1所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，对于所述两路光波中的每一路光波：保持该路光波的两个正交偏振态在从所述第一分束器传输至相应的偏振正交旋转反射装置反射前保持不变，且在相应的偏振正交旋转反射装置反射后传输至所述第一分束器期间保持不变。3.根据方案1所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片的后端与所述四分之一波片一体地形成；所述四分之一波片被构造成使得输入所述四分之一波片的光波的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。4.根据方案1至3中任一项所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器具有输入端口、第一输出端口和第二输出端口，其中所述输入端口用于接收经所述两条光路之一传输的一路光波，所述第一输出端口和第二输出端口之间设置有一条子光路，所述子光路被设置用于将经由第二偏振分束器分束后的从第一输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第二输出端口，并且将经由第二偏振分束器分束后的从第二输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第一输出端口。5.根据方案4所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，其中，所述子光路被设置为如下之一：扭转90度的保偏光纤，其中所述第一输出端口和第二输出端口均耦合至该扭转90度的保偏光纤的慢轴传输或者均耦合至该扭转90度的保偏光纤的快轴传输；或者保偏光纤，其中所述第一输出端口和第二输出端口中的一个输出端口耦合至该保偏光纤的慢轴传输，另一个输出端口耦合至该保偏光纤的快轴传输，并且该保偏光纤中包含奇数个90度熔接点；或者保偏光纤，其中在该保偏光纤的光路中设置有半波片，该保偏光纤的慢轴与半波片的慢轴或快轴的夹角为45度。6.一种偏振无关双光束干涉装置，其特征在于，所述装置包括：第一分束器、两个偏振正交旋转反射装置以及与所述第一分束器光耦合并分别与所述两个偏振正交旋转反射装置光耦合的两条光路，所述第一分束器被设置用于将任意偏振态的一路输入光波分束为在所述两条光路中传输的两路光波；所述两个偏振正交旋转反射装置被设置用于分别将经所述两条光路传输来的所述两路光波反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；其中，所述两个偏振正交旋转反射装置被构造成使得，对于所述两路光波中的每一路光波：该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。7.根据方案6所述的偏振无关双光束干涉装置，其中，所述第一分束器为保偏分束器；所述两条光路为偏振保持光路。8.根据方案6所述的偏振无关双光束干涉装置，其中，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片的后端与所述四分之一波片一体地形成；所述四分之一波片被构造成使得输入所述四分之一波片的光波的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。9.根据方案6至8中任一项所述的偏振无关双光束干涉装置，其中，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器具有输入端口、第一输出端口和第二输出端口，其中所述输入端口用于接收经所述两条光路之一传输的一路光波，所述第一输出端口和第二输出端口之间设置有一条子光路，所述子光路被设置用于将经由第二偏振分束器分束后的从第一输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第二输出端口，并且将经由第二偏振分束器分束后的从第二输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第一输出端口。10.根据方案9所述的偏振无关双光束干涉装置，其中，所述子光路被设置为如下之一：扭转90度的保偏光纤，其中所述第一输出端口和第二输出端口均耦合至该扭转90度的保偏光纤的慢轴传输或者均耦合至该扭转90度的保偏光纤的快轴传输；或者保偏光纤，其中所述第一输出端口和第二输出端口中的一个输出端口耦合至该保偏光纤的慢轴传输，另一个输出端口耦合至该保偏光纤的快轴传输，并且该保偏光纤中包含奇数个90度熔接点；或者保偏光纤，其中在该保偏光纤的光路中设置有半波片，该保偏光纤的慢轴与半波片的慢轴或快轴的夹角为45度。本专利技术通过对一路光波分束产生的两路光波中的每一路光波进行反射并在反射时对每一路光波的两个正交偏振态进行偏振正交旋转，保持每一路光波的两个正交偏振态在传输光路上不变，实现两路光波在合束干涉时偏振态相同，从而实现抗偏振诱导衰落的稳定干涉。本专利技术提供的偏振无关双光束干涉方法和装置简单并且易于实现。附图说明图1为本专利技术一个实施例的偏振无关双光束干涉方法的流程图；图2为本专利技术一个实施例的偏振无关双光束干涉装置的组成结构示意图；图3为本专利技术另一个实施例的偏振无关双光束干涉装置的组成结构示意图；图4为可用于本专利技术的偏振无关双光束干涉装置的一种偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述方法包括：/n将入射的任意偏振态的一路输入光波经由第一分束器分束为在两条光路中传输的两路光波；/n将所述两路光波分别经由设置在所述两条光路中的两个偏振正交旋转反射装置反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；/n其中，对于所述两路光波中的每一路光波：/n该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。/n

【技术特征摘要】
1.一种偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述方法包括：
将入射的任意偏振态的一路输入光波经由第一分束器分束为在两条光路中传输的两路光波；
将所述两路光波分别经由设置在所述两条光路中的两个偏振正交旋转反射装置反射回所述第一分束器，所述第一分束器将反射回的所述两路光波合束输出；
其中，对于所述两路光波中的每一路光波：
该路光波经由其所在光路的偏振正交旋转反射装置反射时，该路光波的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转反射，使得经过偏振正交旋转反射装置的反射后，该路光波的两个正交偏振态分别变换成与其正交的偏振态。


2.根据权利要求1所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，对于所述两路光波中的每一路光波：
保持该路光波的两个正交偏振态在从所述第一分束器传输至相应的偏振正交旋转反射装置反射前保持不变，且在相应的偏振正交旋转反射装置反射后传输至所述第一分束器期间保持不变。


3.根据权利要求1所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片的后端与所述四分之一波片一体地形成；所述四分之一波片被构造成使得输入所述四分之一波片的光波的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，所述两个偏振正交旋转反射装置中的至少一个包括第二偏振分束器，所述第二偏振分束器具有输入端口、第一输出端口和第二输出端口，其中所述输入端口用于接收经所述两条光路之一传输的一路光波，所述第一输出端口和第二输出端口之间设置有一条子光路，所述子光路被设置用于将经由第二偏振分束器分束后的从第一输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第二输出端口，并且将经由第二偏振分束器分束后的从第二输出端口输出的子光波进行偏振正交旋转后提供给第一输出端口。


5.根据权利要求4所述的偏振无关双光束干涉方法，其特征在于，其中，所述子光路被设置为如下之一：
扭转90度的保偏光纤，其中所述第一输出端口和第二输出端口均耦合至该扭转90度的保偏光纤的慢轴传输或者均耦合至该扭转90度的保偏光纤的快轴传输；或者
保偏光纤，其中所述第一输出端口和第二输出端口中的一个输出端口耦合至该保偏光纤的慢轴传输，另一个输出端口耦合至该保偏光纤的快轴传输，并且该保偏光纤中包含奇数个90度熔接点；或者
保偏光纤，其中在该保偏光纤的光路中设置有半波片，该保偏光纤的慢轴与半波片的慢轴或快轴的夹角为45度。

【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：发明
国别省市：北京;11