RU2725144C1 - Method of controlling a fiber-optic polarization controller - Google Patents
Method of controlling a fiber-optic polarization controller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725144C1 RU2725144C1 RU2020104022A RU2020104022A RU2725144C1 RU 2725144 C1 RU2725144 C1 RU 2725144C1 RU 2020104022 A RU2020104022 A RU 2020104022A RU 2020104022 A RU2020104022 A RU 2020104022A RU 2725144 C1 RU2725144 C1 RU 2725144C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- cos
- polarization controller
- sin
- optical radiation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к волоконно-оптической технике и предназначено для управления состоянием поляризации оптического излучения на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации и может быть использовано для определения состояния поляризации оптического излучения на его входе.The invention relates to fiber optic technology and is intended to control the state of polarization of optical radiation at the output of a fiber optic polarization controller and can be used to determine the polarization state of optical radiation at its input.
Известен способ управления волоконно-оптическим контроллером поляризации [1], заключающийся в том, что оптическое излучение подают на вход оптического волокна, к трем участкам которого прикладывают радиальные нагрузки от блока формирования и контроля прикладываемой к оптическому волокну нагрузки, контролируют эти радиальные нагрузки, контролируют состояние поляризации на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации и изменяют прикладываемые к оптическому волокну радиальные нагрузки по результатам контроля состояния поляризации на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации. Данный способ не позволяет определять состояние поляризации на входе волоконно-оптического контроллера поляризации, а также влияние напряжения, прикладываемого к отдельному участку на состояние поляризации оптического излучения на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации от радиальной нагрузки, прикладываемую к одному из трех участков оптического волокна. Как следствие, заданное состояние поляризации оптического излучения на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации получают за счет перебора комбинаций радиальных нагрузок, прикладываемым к трем вышеуказанным участкам оптического волокна волоконно-оптического контроллера.A known method of controlling a fiber-optic polarization controller [1], which consists in the fact that optical radiation is fed to the input of the optical fiber, to three sections of which are applied radial loads from the unit for forming and monitoring the load applied to the optical fiber, control these radial loads, control the state polarization at the output of the fiber optic polarization controller and change the radial loads applied to the optical fiber according to the results of monitoring the state of polarization at the output of the fiber optic polarization controller. This method does not allow to determine the polarization state at the input of the fiber-optic polarization controller, as well as the influence of the voltage applied to a separate section on the polarization state of the optical radiation at the output of the fiber-optic polarization controller from the radial load applied to one of the three sections of the optical fiber. As a result, a given state of polarization of the optical radiation at the output of the fiber-optic polarization controller is obtained by sorting out the combinations of radial loads applied to the three above-mentioned sections of the optical fiber of the fiber-optic controller.
Известен способ управления волоконно-оптическим контроллером поляризации [2], заключающийся в том, что оптическое излучение подают на вход оптического волокна, в которое последовательно включены три двулучепреломляющих элемента волоконно-оптического контроллера поляризации, к каждому из которых прикладывают механическую нагрузку, которую регулируют сигналами, поступающими от блока управления, а на входы блока управления подают сигналы обратной связи, которые формируют, выделяя часть оптического излучения, проходящего через волоконно-оптический контроллер поляризации. Для этого с выхода каждого из двулучепреломляющих элементов волоконно-оптического контроллера поляризации с помощью оптического ответвителя выделяют часть оптического излучения, эту выделенную часть оптического излучения подают на линейный оптический поляризатор, с выхода которого оптическое излучение подают на вход фотоприемника, в котором формируют сигнал обратной связи, который и подают на соответствующий вход блока управления, где контролируют изменения состояния поляризации оптического излучения на выходе каждого из двулучепреломляющих элементов волоконно-оптического контроллера поляризации и по результатам обработки данных этих изменений формируют сигналы, регулирующие механическую нагрузку, прикладываемую к двулучепреломляющим элементам волоконно-оптического контроллера поляризации, так, чтобы обеспечить заданное состояние поляризации оптического излучения на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации. Для реализации данного способа необходимо три цепи обратной связи, и, соответственно, оптических ответвителя, три линейных оптических поляризатора и три фотоприемника, что существенно усложняет реализацию способа, увеличивает его стоимость, и, как следствие, ограничивает область его применения. A known method of controlling a fiber-optic polarization controller [2], which consists in the fact that the optical radiation is fed to the input of the optical fiber, which consistently includes three birefringent elements of the fiber-optic polarization controller, to each of which a mechanical load is applied, which is controlled by signals, coming from the control unit, and feedback signals are fed to the inputs of the control unit, which form, isolating part of the optical radiation passing through the fiber-optic polarization controller. To this end, from the output of each of the birefringent elements of the fiber-optic polarization controller using an optical coupler, a part of the optical radiation is extracted, this extracted part of the optical radiation is fed to a linear optical polarizer, from the output of which the optical radiation is fed to the input of the photodetector, in which a feedback signal is generated, which is fed to the corresponding input of the control unit, where changes in the state of polarization of optical radiation are monitored at the output of each of the birefringent elements of the fiber-optic polarization controller, and according to the results of processing these changes, signals are generated that regulate the mechanical load applied to the birefringent elements of the fiber-optic polarization controller , so as to provide a given state of polarization of the optical radiation at the output of the fiber optic polarization controller. To implement this method, three feedback circuits are required, and, accordingly, an optical coupler, three linear optical polarizers and three photodetectors, which significantly complicates the implementation of the method, increases its cost, and, as a result, limits its scope.
Сущностью предполагаемого изобретения является расширение области применения.The essence of the alleged invention is the expansion of the scope.
Эта сущность достигается тем, что, согласно способу управления волоконно-оптическим контроллером поляризации, заключающемуся в том, что оптическое излучение подают на вход оптического волокна, в которое последовательно включены три двулучепреломляющих элемента волоконно-оптического контроллера поляризации, к каждому из которых прикладывают механическую нагрузку, которую регулируют сигналами, поступающими от блока управления, на вход блока управления подают сигнал обратной связи, которые формируют выделяя часть оптического излучения, проходящего через волоконно-оптический контроллер поляризации, для чего с выхода волоконно-оптического контроллера поляризации с помощью оптического ответвителя выделяют часть оптического излучения, эту выделенную часть оптического излучения подают на линейный оптический поляризатор, с выхода которого оптическое излучение подают на вход фотоприемника, в котором формируют сигнал обратной связи, который и подают на вход блока управления, где контролируют изменения состояния поляризации оптического излучения на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации и по результатам обработки сигналов, поступивших из цепи обратной связи, формируют сигналы, регулирующие механическую нагрузку, прикладываемую к двулучепреломляющим элементам волоконно-оптического контроллера поляризации так, чтобы обеспечить заданное состояние поляризации оптического излучения на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации, при этом предварительно калибруют двулучепреломляющие элементы волоконно-оптического контроллера поляризации, для чего последовательно для каждого двулучепреломляющего элемента волоконно-оптического контроллера поляризации при фиксированных уровнях сигналов блока управления, регулирующих механическую нагрузку, прикладываемую к двум другим двулучепреломляющим элементам, снимают зависимость оптической мощности, поступающей на фотоприемник от уровня сигнала блока управления, регулирующего механическую нагрузку, прикладываемую к этому двулучепреломляющему элементу, по которой строят зависимости изменения фазового сдвига оптического излучения на каждом из двулучепреломляющих элементов от уровня сигнала блока управления, регулирующего механическую нагрузку, прикладываемую к этому двулучепреломляющему элементу, и запоминают их, затем последовательно устанавливают следующие восемь комбинаций значений фазовых сдвигов оптического излучения на двулучепреломляющих элементах – (0, 0, 0), (0, π, 0), (0, π/2, π/2), (0, π/2, 3π/2), (π/2, π/2,0), (π/2, 3π/2, 0), (0, 3π/2, 0), (0, π/2, 0), определяют и запоминают значения оптической мощности, поступающей на фотоприемник для каждой из указанных комбинаций, после чего определяют состояние поляризации оптического излучения на входе волоконно-оптического контроллера поляризации, вычисляя ориентацию оси линейного поляризатора и параметры вектора стокса по формулам:This essence is achieved by the fact that, according to the method of controlling the fiber-optic polarization controller, which means that the optical radiation is fed to the input of the optical fiber, in which three birefringent elements of the fiber-optic polarization controller are sequentially connected, to each of which a mechanical load is applied, which is regulated by signals from the control unit, a feedback signal is supplied to the input of the control unit, which form a part of the optical radiation that passes through the fiber-optic polarization controller, for which part of the optical radiation is isolated from the output of the fiber-optic polarization controller using an optical coupler , this selected part of the optical radiation is fed to a linear optical polarizer, from the output of which optical radiation is fed to the input of the photodetector, in which a feedback signal is generated, which is fed to the input of the control unit, where the measurement the state of the polarization of optical radiation at the output of the fiber-optic polarization controller and, based on the results of processing the signals received from the feedback circuit, form signals that regulate the mechanical load applied to the birefringent elements of the fiber-optic polarization controller so as to provide a given state of polarization of the optical radiation at the output of the fiber-optic polarization controller, at the same time, the birefringent elements of the fiber-optic polarization controller are pre-calibrated, for which, successively for each birefringent element of the fiber-optic polarization controller, at fixed signal levels of the control unit that regulate the mechanical load applied to the other two birefringent elements, they are removed the dependence of the optical power supplied to the photodetector on the signal level of the control unit that regulates the mechanical load applied to this two refractive element, which is used to construct the dependences of the phase shift of optical radiation on each of the birefringent elements from the signal level of the control unit that regulates the mechanical load applied to this birefringent element, and remember them, then sequentially establish the following eight combinations of values of the phase shifts of the optical radiation on the birefringent elements - (0, 0, 0), (0, π, 0), (0, π / 2, π / 2), (0, π / 2, 3π / 2), (π / 2, π / 2, 0), (π / 2, 3π / 2, 0), (0, 3π / 2, 0), (0, π / 2, 0), determine and store the values of optical power supplied to the photodetector for each of these combinations and then determine the polarization state of the optical radiation at the input of the fiber-optic polarization controller, calculating the orientation of the axis of the linear polarizer and the parameters of the Stokes vector by the formulas:
где
На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.The drawing shows a structural diagram of a device for implementing the proposed method.
Устройство содержит волоконно-оптический контроллер поляризации 1, оптическое волокно 2 которого последовательно включены первый 3, второй 4 и третий 5 двулучепреломляющие элементы, соединенные, соответственно, с первым 6, вторым 7 и третьим 8 элементами, преобразующими электрические сигналы в механическую нагрузку, блок управления 9, оптический ответвитель 10, линейный поляризатор 11 и фотоприемник 12. Причем, первый двулучепреломляющий элемент 3 соединен с первым элементом 6, преобразующим электрические сигналы в механическую нагрузку, второй двулучепреломляющий элемент 4 соединен со вторым элементом 7, преобразующим электрические сигналы в механическую нагрузку, а третий двулучепреломляющий элемент 5 соединен с третьим элементом 8, преобразующим электрические сигналы в механическую нагрузку. При этом, оптическое волокно 2 волоконно-оптического контроллера поляризации 1 на выходе волоконно-оптического контроллера поляризации 1 соединено со входом оптического ответвителя 10, второй выход которого соединен со входом линейного поляризатора 11, а выход линейного поляризатора 11 соединен со входом фотоприемника 12. Выход фотоприемника 12 подключен ко входу блока управления 9, первый, второй и третий выходы которого подключены, соответственно, ко входам первого 6, второго 7 и третьего 8 элементов, преобразующих электрические сигналы в механическую нагрузку.The device contains a fiber-
Способ осуществляется следующим образом. Оптическое излучение через оптическое волокно 2 волоконно-оптического контроллера поляризации 1 поступает последовательно через первый 3, второй 4 и третий 5 двулучепреломляющие элементы, а затем через оптическое волокно 2 волоконно-оптического контроллера поляризации 1 и оптический ответвитель 10 на первый выход оптического ответвителя 10, который является выходом волоконно-оптического контроллера поляризации 1. Часть оптического излучения (до 5% от общей мощности) в оптическом ответвителе 10 ответвляется на второй выход оптического ответвителя 10 и через линейный поляризатор 11 на вход фотоприемника 12, преобразующего оптический сигнал в электрический. Электрический сигнал с выхода фотоприемника поступает на входа фотоприемника 12 поступает на вход блока управления 9, в котором в результате обработки этого сигнала определяется и запоминается значение уровня мощности оптического излучения на входе фотоприемника 12. Предварительно по программе блока управления калибруются волоконно-оптические двулучепреломляющие элементы волоконно-оптического контроллера поляризации. При этом последовательно для каждого двулучепреломляющего элемента волоконно-оптического контроллера поляризации при фиксированных уровнях сигналов блока управления, регулирующих механическую нагрузку, прикладываемую к двум другим двулучепреломляющим элементам, снимается зависимость оптической мощности, поступающей на фотоприемник от уровня сигнала блока управления, регулирующего механическую нагрузку, прикладываемую к этому двулучепреломляющему элементу, по которой строятся и запоминаются зависимости изменения фазового сдвига оптического излучения θi на каждом из двулучепреломляющих элементов от уровня сигнала блока управления, регулирующего механическую нагрузку, прикладываемую к этому двулучепреломляющему элементу. Затем последовательно устанавливаются следующие восемь комбинаций значений фазовых сдвигов оптического излучения на двулучепреломляющих элементах – (0, 0, 0), (0, π, 0), (0, π/2, π/2), (0, π/2, 3π/2), (π/2, π/2,0), (π/2, 3π/2, 0), (0, 3π/2, 0), (0, π/2, 0), при этом определяются и запоминаются значения оптической мощности, поступающей на фотоприемник для каждой из указанных комбинаций, после чего определяется состояние поляризации оптического излучения на входе волоконно-оптического контроллера поляризации в результате вычислений в блоке управления 9 ориентации оси линейного поляризатора и параметров вектора Стокса по формулам:The method is as follows. Optical radiation through the
где
В отличие от известного способа, которым является прототип, для реализации способа требуется в три раза меньше таких элементов, как оптические ответвители, линейные поляризаторы и фотоприемники, и используется менее сложная схема. Это упрощает реализацию способа и снижает ее стоимость по сравнению с прототипом, что, как следствие, расширяет область применения способа.In contrast to the known method, which is the prototype, to implement the method requires three times less elements such as optical couplers, linear polarizers and photodetectors, and a less complex scheme is used. This simplifies the implementation of the method and reduces its cost in comparison with the prototype, which, as a result, expands the scope of the method.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. US 6885782 B2.1. US 6885782 B2.
2US 6552836 B2. 2US 6552836 B2.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020104022A RU2725144C1 (en) | 2020-01-30 | 2020-01-30 | Method of controlling a fiber-optic polarization controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020104022A RU2725144C1 (en) | 2020-01-30 | 2020-01-30 | Method of controlling a fiber-optic polarization controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2725144C1 true RU2725144C1 (en) | 2020-06-30 |
Family
ID=71510225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020104022A RU2725144C1 (en) | 2020-01-30 | 2020-01-30 | Method of controlling a fiber-optic polarization controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2725144C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6384956B1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-05-07 | Lucent Technologies Inc. | Robust reset-free polarization controller consisting of quarter-wavelength plates |
US6480637B1 (en) * | 2000-09-30 | 2002-11-12 | General Photonics Corporation | Fiber squeezer polarization controller with low activation loss |
US8355128B2 (en) * | 2009-06-12 | 2013-01-15 | Xtera Communications Inc. | Polarization controller |
-
2020
- 2020-01-30 RU RU2020104022A patent/RU2725144C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6384956B1 (en) * | 2000-02-02 | 2002-05-07 | Lucent Technologies Inc. | Robust reset-free polarization controller consisting of quarter-wavelength plates |
US6480637B1 (en) * | 2000-09-30 | 2002-11-12 | General Photonics Corporation | Fiber squeezer polarization controller with low activation loss |
US8355128B2 (en) * | 2009-06-12 | 2013-01-15 | Xtera Communications Inc. | Polarization controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH01113721A (en) | Polarization scrambler | |
CN111123186B (en) | Device and method for testing broadband characteristics of optical fiber current sensor | |
US7180582B2 (en) | Apparatus and method for measuring characteristics of optical fibers | |
CN108287056B (en) | System and method for evaluating coupling characteristics of optical fiber sensitive ring polarization mode | |
KR20190013741A (en) | Method and Apparatus for OFDR Interrogator Monitoring and Optimization | |
RU2725144C1 (en) | Method of controlling a fiber-optic polarization controller | |
KR20030081109A (en) | Highly accurate calibration of polarimeters | |
CN107179431B (en) | Optical fiber current sensing device and method based on birefringence real-time measurement | |
CN100529712C (en) | Single wavelength sweep polarization dependent loss measurement | |
EP3488275B1 (en) | Method and apparatus for obtaining optical measurements in a device handling split-beam optical signals | |
EP4220108B1 (en) | Method and device for detecting absolute or relative temperature and/or absolute or relative wavelength | |
JP6481521B2 (en) | Interference type optical fiber sensor system and interference type optical fiber sensor head | |
JP6750338B2 (en) | Optical fiber sensor system | |
Ostling et al. | Polarization-selective mode coupling in two-mode Hi-Bi fibers | |
JP6464798B2 (en) | Optical fiber sensor system | |
JPH11271028A (en) | Measuring apparatus for strain of optical fiber | |
Bock et al. | Automatic calibration of a fiber-optic strain sensor using a self-learning system | |
Guevara-Hernandez et al. | Design and study of fiber optic interferometric devices applied to vibration detection systems | |
JPH01291169A (en) | Optical fiber current measuring instrument | |
RU109868U1 (en) | OPTICAL VOLTAGE MEASUREMENT SYSTEM WITH TEMPORARY DIVISION OF CHANNELS | |
JPH01308988A (en) | Optical sensor | |
US20240295437A1 (en) | Optical Wavelength Measurement Apparatus and Method, Optical Wavelength Control Device, and Light Emitting System | |
RU2428704C1 (en) | Fibre-optic device of magnetic field and electric current | |
Wootten et al. | Temperature and Strain Fiber Sensing Using Orbital Angular Momentum | |
JPH01292262A (en) | Optical fiber current measuring apparatus |