基于里奥效应的光纤偏振控制装置和方法与流程

1.本发明涉及光纤通信技术，具体为一种基于里奥效应的光纤偏振控制装置和方法。


背景技术：

2.在光纤通信、光器件测试和光纤传感领域中经常会遇到偏振控制及偏振定位问题。目前，常用的偏振控制及偏振定位方法大多采用机械式和电控式的光纤偏振控制器(pc)。
3.电控式光纤偏振控制器除价格昂贵外，其重复精度难以满足一些特定要求。
4.机械式光纤偏振控制器由于价格便宜和使用方便而得到广泛使用。但机械式光纤偏振控制器存在的最大不足为偏振态保持时间有限，其原因在于光纤夹持于机械装置(v型槽)中，通过旋转和挤压光纤来控制光纤输出的偏振态，但由于光纤的蠕动性，因而不能长时间保持其确定的光纤输出偏振态。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种长时间保持光纤输出偏振态确定的基于里奥效应的光纤偏振控制装置和方法。
6.能够解决上述技术问题的基于里奥效应的光纤偏振控制装置，其技术方案包括左、右的保偏光纤跳线和连接左、右保偏光纤跳线的陶瓷弹夹，所述陶瓷弹夹为光纤法兰盘内部的开口套管，各保偏光纤跳线包括保偏光纤，所述保偏光纤的一端连接有光纤连接头，保偏光纤的另一端连接有光纤陶瓷插芯，左侧的光纤陶瓷插芯于陶瓷弹夹的左端同轴插入于陶瓷弹夹的夹孔中，右侧的光纤陶瓷插芯于陶瓷弹夹的右端同轴插入陶瓷弹夹的夹孔中，插入陶瓷弹夹夹孔中的左、右侧的光纤陶瓷插芯的端面于夹孔内相接触。
7.本发明是基于里奥效应而设计，里奥效应效应是利用一根输入保偏光纤和一根输出保偏光纤进行慢轴(或快轴)旋转45
°
连接(一般通过保偏光纤熔接机进行熔接)，输出保偏光纤与输入保偏光纤的长度之比为2比1，可实现输入线偏振光的匀化。
8.进一步，所述光纤陶瓷插芯的插芯内孔长度设计为16
±
0.2mm，光纤陶瓷插芯的插芯内孔的孔径设计为￠0.1254+0.0008-0mm，光纤陶瓷插芯的插芯外径设计为￠2.499
±
0.0005mm；所述陶瓷弹夹的长度设计为10mm，陶瓷弹夹的夹孔内径设计为￠2.499-0.0005mm。
9.采用基于里奥效应的光纤偏振控制装置来控制光纤输出的偏振态，其操作方案为：
10.1、在垂直于轴向的截面内，手动旋转左侧的光纤陶瓷插芯的角度或右侧的光纤陶瓷插芯的角度，通过改变左、右侧的光纤陶瓷插芯之间的相对角度位置而实现光纤输出偏振态的控制。
11.2、在垂直于轴向的截面内，手动反向同时旋转左、右侧的光纤陶瓷插芯的角度，通
过改变左、右侧的光纤陶瓷插芯之间的相对角度位置而实现光纤输出偏振态的控制。
12.本发明的有益效果：
13.本发明基于里奥效应的光纤偏振控制装置和方法，是通过一对保偏光纤跳线的活动互连而实现，具体为用陶瓷弹夹连接两个光纤陶瓷插芯，通过旋转两个光纤陶瓷插芯而改变在垂直于光纤的截面上的相对角度位置(360
°
范围内)，从而实现光纤输出偏振态的控制。
附图说明
14.图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
15.图2为图1实施方式中保偏光纤跳线的结构示意图。
16.图号标识：1、光纤连接头；2、保偏光纤；3、光纤陶瓷插芯；4、陶瓷弹夹。
具体实施方式
17.下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
18.本发明基于里奥效应的光纤偏振控制装置，包括中间的陶瓷弹夹4和设于陶瓷弹夹4左、右侧的两个非对称的保偏光纤跳线，所述陶瓷弹夹4采用光纤法兰盘内部的开口套管，各保偏光纤跳线包括保偏光纤2(左、右保偏光纤2的长度相同)，所述保偏光纤2的一端连接有光纤连接头1，保偏光纤2的另一端连接有光纤陶瓷插芯3，所述光纤陶瓷插芯3插入端的端面开设有倒角；左侧的光纤陶瓷插芯3于陶瓷弹夹4的左端同轴插入于陶瓷弹夹4的夹孔(即开口套管的管孔)中，右侧的光纤陶瓷插芯3于陶瓷弹夹4的右端同轴插入陶瓷弹夹4的夹孔(即开口套管的管孔)中，两两插入陶瓷弹夹4夹孔(即开口套管的管孔)中的左、右光纤陶瓷插芯3的端面(pc型或upc型)于夹孔内相接触，如图1、图2所示。
19.上述结构中，所述光纤陶瓷插芯3的长度设计为16
±
0.2mm，光纤陶瓷插芯3的插芯外径设计为2.499
±
0.0005mm，光纤陶瓷插芯3插芯内孔的孔径设计为0.1254+0.0008-0mm。
20.上述结构中，所述陶瓷弹夹4的长度设计为10mm，陶瓷弹夹4的夹孔(即开口套管的管孔)内径设计为2.499-0.0005mm。
21.上述结构中，左、右保偏光纤跳线的制作方法：
22.将一根商用保偏光纤2从中间剪断，在剪断处用刀片去除适当长度的松套管，去除适当长度的光纤涂覆层露出裸光纤，用酒精清洗裸光纤后，用环氧树脂胶涂覆裸光纤表面，穿入光纤陶瓷插芯3的插芯内孔，来回拉伸裸光纤以使环氧树脂胶充分填满插芯内孔的缝隙，待环氧树脂胶固化后进行光纤陶瓷插芯3插入端的端面研磨和抛光处理。
23.上述结构中，所述陶瓷弹夹4的制作方法：
24.用十字螺丝刀将商用对称型光纤法兰盘的左上角和右下角的两个螺纹孔中的连接螺钉取出，将光纤法兰盘中的开口套管与外套的两部分金属组件取出，这两部分金属组件之间用环氧树脂胶粘接固化。
25.本发明基于里奥效应的光纤偏振控制方法，其操作方案为：
26.通过旋转两个光纤陶瓷插芯3在垂直于轴向的截面的360
°
范围内的相对位置，从而实现输出偏振态的控制。
27.1、在垂直于轴向的截面内，手动旋转左侧的光纤陶瓷插芯3的角度或右侧的光纤
陶瓷插芯3的角度，通过改变左、右光纤陶瓷插芯3之间的相对角度位置而实现光纤输出偏振态的控制。
28.2、在垂直于轴向的截面内，手动反向旋转左、右侧的光纤陶瓷插芯3的角度，通过改变左、右光纤陶瓷插芯3之间的相对角度位置而实现光纤输出偏振态的控制。
29.上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.基于里奥效应的光纤偏振控制装置，其特征在于：包括左、右的保偏光纤跳线和连接左、右保偏光纤跳线的陶瓷弹夹(4)，所述陶瓷弹夹(4)为光纤法兰盘内部的开口套管，各保偏光纤跳线包括保偏光纤(2)，所述保偏光纤(2)的一端连接有光纤连接头(1)，保偏光纤(2)的另一端连接有光纤陶瓷插芯(3)，左侧的光纤陶瓷插芯(3)于陶瓷弹夹(4)的左端同轴插入于陶瓷弹夹(4)的夹孔中，右侧的光纤陶瓷插芯(3)于陶瓷弹夹(4)的右端同轴插入陶瓷弹夹(4)的夹孔中，插入陶瓷弹夹(4)夹孔中的左、右侧的光纤陶瓷插芯(3)的端面于夹孔内相接触。2.根据权利要求1所述的基于里奥效应的光纤偏振控制装置，其特征在于：所述光纤陶瓷插芯(3)的插芯内孔长度为16
±
0.2mm、插芯内孔的孔径为￠0.1254+0.0008-0mm，光纤陶瓷插芯(3)的插芯外径为￠2.499
±
0.0005mm；所述陶瓷弹夹(4)的长度为10mm，陶瓷弹夹(4)的夹孔内径为￠2.499-0.0005mm。3.基于里奥效应的光纤偏振控制方法，其特征在于采用了如权利要求1或2所述的基于里奥效应的光纤偏振控制装置来控制光纤输出的偏振态，其操作方案为：
①
、在垂直于轴向的截面内，手动旋转左侧的光纤陶瓷插芯(3)的角度或右侧的光纤陶瓷插芯(3)的角度，通过改变左、右侧的光纤陶瓷插芯(3)之间的相对角度位置而实现光纤输出偏振态的控制；
②
、在垂直于轴向的截面内，手动反向旋转左、右侧的光纤陶瓷插芯(3)的角度，通过改变左、右侧的光纤陶瓷插芯(3)之间的相对角度位置而实现光纤输出偏振态的控制。

技术总结
本发明公开了一种基于里奥效应的光纤偏振控制装置和方法，包括左、右的保偏光纤跳线和连接左、右保偏光纤跳线的陶瓷弹夹，所述陶瓷弹夹为光纤法兰盘内部的开口套管，各保偏光纤跳线包括保偏光纤，所述保偏光纤的一端连接有光纤连接头，另一端连接有光纤陶瓷插芯，左侧的光纤陶瓷插芯于陶瓷弹夹的左端同轴插入于陶瓷弹夹的夹孔中，右侧的光纤陶瓷插芯于陶瓷弹夹的右端同轴插入陶瓷弹夹的夹孔中，插入陶瓷弹夹夹孔中的左、右侧的光纤陶瓷插芯的端面于夹孔内相接触。本发明用陶瓷弹夹连接两个光纤陶瓷插芯的端面，通过个旋转两个光纤陶瓷插芯在垂直于轴向的横截面的360


技术研发人员：吴国锋 余志强 赵灏 覃波 刘志强 杨小亮
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十四研究所
技术研发日：2021.10.13
技术公布日：2022/1/6