“ 引言__
偏振度DOP(Degree of polarization)是光(guāng)源的(de)一項重要特性，其定義爲偏振光(guāng)在總光(guāng)功率中所占的(de)比例。
DOP較高(gāo)的(de)光(guāng)源有DFB激光(guāng)器、外腔結構的(de)激光(guāng)器等，通(tōng)常應用(yòng)于電信系統的(de)光(guāng)發射機或幹涉儀的(de)光(guāng)源。
DOP較低的(de)光(guāng)源有放大(dà)的(de)自發輻射光(guāng)源、發光(guāng)二極管、超輻射發光(guāng)二極管如表1等，它們在光(guāng)纖傳感領域有著(zhe)非常重要的(de)作用(yòng)。例如，在光(guāng)纖電流互感器中.使用(yòng)低DOP光(guāng)源可(kě)以有效去除偏振相關損耗（polarization dependent loss.PDL）及探測器對(duì)偏振敏感等因素的(de)影(yǐng)響，提高(gāo)傳感器的(de)性能指标。 __”
表1 低偏振SLED光(guāng)源
光(guāng)源
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低偏振SLED光(guāng)源
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波長(cháng)範圍
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1250-1650nm或者50nm
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功率譜密度
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-20dBm
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消偏前偏振度
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＜15%
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消偏後偏振度
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＜2%
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優點
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低相幹度性、偏振相關損耗小、瑞利散射弱、低探測噪聲
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應用(yòng)領域
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集成光(guāng)學器件測試、白光(guāng)幹涉儀、光(guāng)纖傳感等
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常用(yòng)消偏技術
目前在實際應用(yòng)中，通(tōng)常采用(yòng)消偏器或偏振合波器等消偏技術來(lái)消除光(guāng)源的(de)偏振特性。理(lǐ)論上，消偏器可(kě)以将偏振光(guāng)轉變爲DOP接近于0的(de)非偏振光(guāng)，這(zhè)類偏振器一般由雙折射晶體、保偏光(guāng)纖或其他(tā)方法制成。消偏器按實現方法可(kě)以分(fēn)爲電光(guāng)型、聲控型、Lyot型及環形，其中Lyot型消偏器适用(yòng)于寬譜光(guāng)源，簡單實用(yòng)，是目前應用(yòng)較爲廣泛的(de)一種消偏器。
消偏器之Lyot
▽ 消偏器之Lyot型 ▽
Lyot型消偏器由兩段保偏光(guāng)纖按偏振主軸成一定的(de)夾角θ(= 45°)熔接而成，兩段光(guāng)纖長(cháng)度之比爲L1:L2=1:2。光(guāng)波在保偏光(guāng)纖中傳輸，X、Y兩個(gè)正交方向（即偏振軸上）分(fēn)别傳輸兩個(gè)互不兼并的(de)基模，其傳播常數不相等，具有兩個(gè)偏振态。光(guāng)波進人(rén)保偏光(guāng)纖中，會産生時(shí)延特性，輸出端兩偏振軸上的(de)光(guāng)波産生光(guāng)程差。因此，消偏器的(de)設計首先需要消除X、Y兩個(gè)偏振軸偏振光(guāng)的(de)相幹性，即保證兩偏振軸上光(guāng)波的(de)光(guāng)程差大(dà)于光(guāng)波的(de)相幹長(cháng)度，從時(shí)間上拉開兩個(gè)偏振态，使出射光(guāng)互不相幹。其次，使相互熔接的(de)兩根保偏光(guāng)纖雙折射軸成45°，保證消偏器輸出的(de)光(guāng)沿兩個(gè)主軸方向光(guāng)強相等，最終實現對(duì)輸入光(guāng)的(de)消偏。光(guāng)波傳輸分(fēn)析如圖2所示。
圖2 光(guāng)波傳輸分(fēn)析
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▽ 消偏器之緊湊無源型 ▽
根據Lyot型消偏器的(de)局限性，有學者提出了(le)一種與輸入線偏振光(guāng)振動方向無關的(de)緊湊型無源偏振器。
原理(lǐ)：首先，用(yòng)人(rén)爲的(de)偏振相關延遲代替保偏光(guāng)纖的(de)雙折射，即一光(guāng)束由偏振分(fēn)束器(PBS) 分(fēn)成兩個(gè)沿空間不同光(guāng)學介質或路徑傳播的(de)正交偏振分(fēn)量，這(zhè)樣，在兩分(fēn)量之間形成一定長(cháng)度光(guāng)程差所需的(de)空間距離可(kě)遠(yuǎn)小于保偏光(guāng)纖的(de)長(cháng)度。
其次，在入射光(guāng)束進入消偏器之前先通(tōng)過一個(gè)1/4波片，線偏振光(guāng)被轉換成橢圓偏振光(guāng)，由于1/4波片和(hé)偏振分(fēn)束器二者光(guāng)軸的(de)夾角是45°，所以由偏振分(fēn)束器分(fēn)開的(de)兩束正交偏振光(guāng)強度相等，與入射線偏振光(guāng)振動方向無關。
圖3 緊湊無源型消偏器結構
實驗結果表明(míng)，對(duì)于任意方向振動的(de)線偏振光(guāng)，消偏器輸出光(guāng)的(de)偏振度及其起伏都很小。如圖3所示，偏振分(fēn)束器PBS1和(hé)PBS2的(de)光(guāng)軸在X0Z面内，1/4波片的(de)光(guāng)軸與x軸的(de)夾角是45°。線偏振光(guāng)準之後先通(tōng)過1/4波片，變成一個(gè)長(cháng)軸或短軸在1/4波片光(guāng)軸方向的(de)橢圓偏振光(guāng)，然後偏振分(fēn)束器1分(fēn)成強度相等的(de)兩個(gè)正交偏振分(fēn)量，經過不同光(guāng)路傳播，最後由偏振分(fēn)束器PBS2合爲一束光(guāng)進入輸出準直器，兩個(gè)光(guāng)路之間的(de)時(shí)間延遲差應大(dà)于光(guāng)源的(de)相幹時(shí)間。隻要由偏振分(fēn)束器PBS2合成時(shí)兩個(gè)正交分(fēn)量的(de)強度相同，且不相關，即可(kě)達到消偏的(de)目的(de)。整體來(lái)看，緊湊無源型消偏器雖然有獨特的(de)優點，但偏振精度不如Lyot型消偏器。
備注：1/4波片采用(yòng)λ=1550nm的(de)零階石英波片。延時(shí)支路上的(de)介質可(kě)以采用(yòng)折射率大(dà)的(de)光(guāng)學材料，如YVO4晶體等。
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