包括偏振控制器的光学系统和操作方法技术方案

一种光学系统，包括：(i)光源，(ii)至少一个偏振控制器，定位在光源下游，并且包括：光纤和围绕光纤的载体，该载体包括具有至少一个坍缩区域的偏心通孔，使得光纤定位在通孔内并且接触通孔的至少一个坍缩区域，(iii)耦合至偏振控制器的至少一个光纤；以及(iv)定位在至少一个光纤下游的至少一个光学检测器。一个光纤下游的至少一个光学检测器。一个光纤下游的至少一个光学检测器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括偏振控制器的光学系统和操作方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请根据35 U.S.C.
§
119要求于2020年7月31日提交的美国临时序列第63/059604号的优先权的权益，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用以其整体并入本文。

技术介绍

[0002]本公开总体上涉及偏振控制器，并且更具体地涉及利用具有偏移通孔的载体和定位于其中的光纤的动态偏振控制器、包括此类控制器的光学系统及其操作方法。
[0003]当前的偏振控制器利用应力引起的(stressed
‑
induced)双折射将初始偏振态(SOP)旋转至期望的输出SOP。然而，此类偏振控制器通常有损耗、不可靠，并且导致长期光纤疲劳和断裂。此外，此类偏振控制器要么(i)将外力直接施加到光纤上(例如，在旋转光纤之前直接挤压光纤)以引起双折射，这通常会对光纤造成相当大的损坏；或者(ii)涉及制造包括平面波导并利用电光技术旋转偏振的偏振控制器，从而增加功耗，并由于耦合和激活而产生损耗。
[0004]不承认本文所引用的任何参考构成现有技术。申请人明确保留质疑任何所引用文件的准确性和相关性的权利。

技术实现思路

[0005]本公开的一个实施例涉及光学系统，包括：(i)光源，(ii)至少一个偏振控制器，该至少一个偏振控制器定位在光源下游并且包括；(a)光纤，(b)围绕光纤的载体，该载体包括具有至少一个坍缩区域的偏心通孔，使得光纤定位在通孔内并且与通孔的该至少一个坍缩区域接触，(iii)耦合至偏振控制器的至少一个光纤；以及(iv)定位在至少一个光纤下游的至少一个光学检测器。
[0006]本公开的一个实施例涉及偏振控制器，该偏振控制器包括：(i)光纤，(ii)围绕光纤的载体，该载体包括具有至少一个坍缩区域的偏心通孔，使得光纤定位在通孔内并且与通孔的该至少一个坍缩区域接触，并且坍缩区域对光纤施加压力。
[0007]根据至少一个实施例，载体被构造成使得当在坍缩区域的位置处向载体施加力时，光纤上的压力发生变化并且通过光纤传播的光信号经历偏振变化。
[0008]根据一些实施例，载体定位在塑料(例如，尼龙)管内。
[0009]根据至少一个实施例，通孔具有位于距载体中心距离D处的对称轴，使得0.25<D/R<0.95，其中R是载体横截面的半宽度。
[0010]本公开的一个实施例涉及偏振控制器，该偏振控制器包括：(i)光纤，(ii)围绕光纤的载体，该载体包括玻璃和具有至少一个坍缩区域的偏心通孔，使得光纤定位在通孔内并且至少与通孔的坍缩区域接触，并且至少一个坍缩区域对光纤施加压力。
[0011]根据一些实施例，载体包括玻璃和具有多个坍缩区域的偏心通孔。
[0012]根据一些实施例，载体具有圆形横截面，并且通孔的中心位于距载体中心距离D处，使得0.25<D/R<0.95，其中R是载体横截面的半径。
[0013]根据一些实施例，载体是玻璃管。根据一些实施例，光纤是单模光纤、多模光纤或具有玻璃包层的偏振保持光纤；并且
[0014]载体是氟和/或硼掺杂玻璃管。根据一些实施例，玻璃管涂覆有钛。
[0015]根据一些实施例，载体是氟和/或硼掺杂玻璃管，通孔具有0.5μm至275μm的横截面和位于距载体中心距离D处的对称轴，使得0.25<D/R<0.95，其中R是载体横截面的半宽度。
[0016]根据一些实施例，载体具有圆形横截面，并且通孔的中心位于距载体中心距离D处，使得0.25<D/R<0.95，其中R是载体横截面的半径。优选地，0.65<D/R<0.85。根据一些实施例，0.7<D/R<0.8。
[0017]根据一些实施例，坍缩区域与光纤接触。根据一些实施例，定位在通孔内的光纤的至少一部分包含熔接至通孔的坍缩区域的外玻璃表面。根据一些实施例，坍缩区域与光纤包层接触，并且熔接至该包层。
[0018]根据一些实施例，载体是塑料。根据一些实施例，载体是塑料(即，聚合物)管。根据一些实施例，载体是氟或硼掺杂的塑料管，载体的通孔具有0.5μm<d
孔
–
d
光纤
<400μm(并且优选地，0.5μm至275μm)的横截面和位于距载体中心距离D处的对称轴，使得0.25<D/R<0.95，其中R是载体横截面的半宽度。更优选地，5μm<d
孔
–
d
光纤
<275μm。
[0019]根据一些实施例，坍缩区域与光纤接触。根据一些实施例，定位在通孔内的光纤的至少一部分包含熔接至塑料载体的通孔的坍缩区域的塑料包层。
[0020]本公开的一个实施例涉及偏振控制器，该偏振控制器包括：(i)至少两个光纤；以及(ii)围绕光纤的载体，该载体包括玻璃和具有至少一个坍缩区域的偏心通孔，使得光纤定位在通孔内并且与通孔的至少一个坍缩区域接触，并且至少一个坍缩区域对光纤施加压力。
[0021]本公开的一个实施例涉及偏振控制器，该偏振控制器包括：(i)光纤，以及(ii)围绕光纤的载体，该载体包括具有多个坍缩区域的偏心通孔，使得光纤定位在通孔内并且至少与通孔的坍缩区域接触，并且多个坍缩区域对光纤施加压力。
[0022]本公开的附加实施例涉及一种制作偏振控制器的方法，该方法包括：(i)支撑偏振载体，该偏振载体包括偏心地定位的通孔，该通孔具有在至少一个位置处围绕光纤的至少一个坍缩区域，以及(ii)对载体施加力。
[0023]根据一些实施例，坍缩区域是弯曲的。
[0024]本公开的附加实施例涉及一种制作偏振控制器的方法，该方法包括：(i)提供具有偏移孔的载体；(ii)通过孔插入光纤；以及(iii)在至少一个区域中使该载体坍缩以在光纤周围形成坍缩区域，并且在该坍缩区域处将光纤的接口熔接至载体。
[0025]根据一个实施例，方法包括在多个区域中使载体坍缩以在光纤周围形成多个坍缩区域，并在多个坍陷区域处将光纤的接口熔接至载体。根据一些实施例，坍缩区域的长度为至少0.5cm，并且优选地至少1cm。例如，(多个)坍缩区域的长度可以是2cm至15cm，或者可以是2cm至6cm长。
[0026]根据一些实施例，使载体坍缩以在光纤周围形成坍缩区域的步骤包括将载体的至少一部分加热至1000℃以上。根据一些实施例，在至少一个区域中使载体坍缩以在光纤周围形成坍缩区域的步骤包括对载体的通孔施加真空。
[0027]根据一些实施例，在至少一个区域中使载体坍缩以在光纤周围形成坍缩区域的步骤包括将载体放置到加热器中，使得载体在加热器内的定位不对称。
[0028]根据一些实施例，载体最靠近通孔的侧面比载体远离通孔定位的侧面更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学系统，包括：(i)光源，(ii)至少一个偏振控制器，所述至少一个偏振控制器定位在所述光源下游并且包括；光纤(iii)围绕所述光纤的载体，所述载体包括具有至少一个坍缩区域的偏心通孔，使得所述光纤定位在所述通孔内并且与所述通孔的所述至少一个坍缩区域接触，耦合至所述偏振控制器的至少一个光纤；以及(iv)定位在所述至少一个光纤下游的至少一个光学检测器。2.如权利要求1所述的光学系统，其中，所述偏振控制器是偏振状态发生器。3.如权利要求1或2所述的光学系统，其中，所述光学系统是量子密钥分发(QKD)系统，其中所述量子密钥分发(QKD)系统包括至少两个偏振控制器、包括定位在所述两个偏振控制器处的光纤的量子信道和至少两个光学检测器。4.如权利要求1、2或3所述的光学系统，其中，所述坍缩区域对所述光纤施加压力。5.如权利要求1、2或3所述的光学系统，其中：所述载体是氟和/或硼掺杂玻璃管，所述通孔具有0.5μm至275...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：