CN117331186A - 一种可定量调整的偏振控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可定量调整的偏振控制器，包括控制器、多个电动旋转安装支架和多个波片，多个所述电动旋转安装支架依次组装至一起，并分别连接到控制器，每个电动旋转安装支架上均设有波片，每个电动旋转安装支架通过数据线与控制器连接，输入光依次通过多个波片后形成输出光。所述方案支持自由空间的输入和输出光，能够在该自由空间和光入射方向情况下的任意给定偏振角度调节。同时，所述方案可以通过增加输入光路准直和输出光路准直，从而支持光纤光偏振方向的确定性增量调节。本发明支持光的偏振方向动态定量调整，应用场景更为灵活且广阔。

Description

一种可定量调整的偏振控制器

技术领域

本发明涉及光学控制技术领域，更具体地说，特别涉及一种可定量调整的偏振控制器。

背景技术

偏振控制器能够对光信号的偏振方向进行调整，广泛应用于经典光通信、光纤传感、以及量子通信等领域。在光信号传播过程中，双折射等信道环境的影响会导致偏振方向改变，从而降低光信号的传播质量和对应光学应用的性能降低。特别地，当前光学系统中，部分光学器件对于光偏振方向敏感，例如部分光栅和部分光探测器，因此，需要使用偏振控制器将输入光调制为需要的偏振方向。

现有的手动偏振控制器主要基于挤压光纤进行实现，例如三环偏振控制器、双环偏振控制器等。而现有的电控偏振控制器主要基于挤压光纤和晶体压电控制实现。对于挤压光纤方式，通过增加控制电机实现挤压光纤的电动控制。基于光纤挤压的偏振控制器，其实现成本较低，然而，控制的偏振方向无法通过设置参数实现定量控制。基于晶体压电控制的偏振控制器，通过对晶体的输入电压进行调整实现偏振方向的调整。然而，这种偏振控制器成本较高，同时，其偏振控制也无法实现定量化描述。而在实际光学应用场景中，偏振方向的定量调整能够极大地降低偏振的调节难度，并提升系统的反馈调节效率。

因此，为了满足实际光学环境中的偏振定量调节需求，需要设计一种可定量调整的偏振控制器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可定量调整的偏振控制器，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可定量调整的偏振控制器，包括控制器、多个电动旋转安装支架和多个波片，多个所述电动旋转安装支架依次组装至一起，并分别连接到控制器，每个电动旋转安装支架上均设有波片，每个电动旋转安装支架通过数据线与控制器连接，输入光依次通过多个波片后形成输出光，所述输入光和输出光是自由空间光路输入，在该自由空间和光入射方向情况下实现任意给定偏振角度调节。

进一步地，所述输入光的输入口和输出光的输出口设置准直器以实现对于光纤光路支持。

进一步地，在装置所处自由空间设定偏振参考系，根据斯托克斯参量和庞加莱球偏振描述方式、输入光偏振方向和输出光偏振方向目标，计算出每个波片旋转角度，以实现偏振方向定量调节。

进一步地，本发明一种典型形态由3组波片和电动旋转安装支架构建，所述波片包括第一波片、第二波片、第三波片，所述第一波片为四分之一波片，所述第二波片为二分之一波片，所述第三波片为四分之一波片。

进一步地，一种典型形态由2组波片和电动旋转安装支架构建，包括第一波片及其安装支架、第二波片及其安装支架，所述第一波片为四分之一波片，所述第二波片为二分之一波片。

进一步地，构建偏振控制器的波片和电动旋转安装架的数量可以根据实际需求进行调整，以满足精度和偏振调整需求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的一种可定量调整的偏振控制器，通过对二分之一波片或四分之一波片的给定角度旋转调整，实现对输入光的偏振方向的定量调节；在实际环境的应用中，可以配合偏振调整算法对偏振方向进行定量快速调整。与现有的电动偏振控制器方案相比，本发明支持偏振方向的动态调整，应用场景更为广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明可定量调整的偏振控制器的结构示意图.

图中：控制器1、电动旋转安装支架2、第一波片3、第二波片4、第三波片5、输入光6、输出光7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本实施例公开了一种可定量调整的偏振控制器，包括控制器1、多个电动旋转安装支架2和多个波片，多个所述电动旋转安装支架2依次组装至一起，并分别连接到控制器1上，每个电动旋转安装支架2上均设有波片，每个电动旋转安装支架2通过数据线与控制器1连接，实现旋转角度调整与控制，控制器1对外提供控制接口，接收外部指令，并根据外部指令控制电动旋转安装支架旋转对应角度，从而实现输入光偏振角度的调整。

进一步地，在装置所处自由空间设定偏振参考系，根据斯托克斯参量和庞加莱球等偏振描述方式、输入光6偏振方向和输出光7偏振方向目标，计算出每个波片旋转角度，以实现偏振方向定量调节。

本实施例中，所述波片包括第一波片3、第二波片4、第三波片5，所述第一波片3为四分之一波片，所述第二波片4为二分之一波片，所述第三波片5为四分之一波片。

本实施例中，波片及其电动旋转安装支架2数量可以增加，以进一步提升偏振控制器的控制范围和精度。波片及其电动旋转安装支架2数量可以减少，在保证任意偏振方向可调的基础上，降低偏振控制器的复杂度。

本实施例中，输入光6依次通过多个波片后形成输出光7，所述输入光6和输出光7是自由空间光路输入，在该自由空间和光入射方向情况下实现任意给定偏振角度调节。

本实施例中，所述输入光6的输入口和输出光7的输出口可设置准直器，从而实现光纤光路的接入与输出。在此中形态下，以偏振控制器所在自由空间中的光路传播方向为基础，给定偏振参考角度，实现在此参考系情况下的给定偏振角度改变。

本实施例中，在装置所在的自由空间中设定偏振参考系，根据斯托克斯参量和庞加莱球等偏振描述方式、输入光6偏振方向和输出光7偏振方向目标，计算出每个波片旋转角度，以实现偏振方向定量调节。

本发明通过对二分之一波片或四分之一波片的给定角度旋转调整，实现对输入光的偏振方向的定量调节；在实际环境的应用中，可以配合偏振调整算法对偏振方向进行定量快速调整。与现有的电动偏振控制器方案相比，本发明支持偏振方向的动态定量调整，应用场景更为广阔。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可定量调整的偏振控制器，其特征在于：包括控制器、多个电动旋转安装支架和多个波片，多个所述电动旋转安装支架依次组装至一起，并分别连接到控制器，每个电动旋转安装支架上均设有波片，每个电动旋转安装支架通过数据线与控制器连接，输入光依次通过多个波片后形成输出光，所述输入光和输出光是自由空间光路输入，在该自由空间和光入射方向情况下实现任意给定偏振角度调节。

2.根据权利要求1所述的可定量调整的偏振控制器，其特征在于：所述输入光的输入口和输出光的输出口设置准直器以实现对于光纤光路支持。

3.根据权利要求1所述的可定量调整的偏振控制器，其特征在于：在装置所处自由空间设定偏振参考系，根据斯托克斯参量和庞加莱球偏振描述方式、输入光偏振方向和输出光偏振方向目标，计算出每个波片旋转角度，以实现偏振方向定量调节。

4.根据权利要求1所述的可定量调整的偏振控制器，其特征在于，由3组波片和电动旋转安装支架构建，所述波片包括第一波片、第二波片、第三波片，所述第一波片为四分之一波片，所述第二波片为二分之一波片，所述第三波片为四分之一波片。

5.根据权利要求1所述的可定量调整的偏振控制器，其特征在于，由2组波片和电动旋转安装支架构建，包括第一波片及其安装支架、第二波片及其安装支架，所述第一波片为四分之一波片，所述第二波片为二分之一波片。