Un controlador de polarización es un dispositivo óptico que permite modificar el estado de polarización de la luz . [1]
Tipos y funcionamiento
Los controladores de polarización se pueden operar sin retroalimentación, generalmente mediante ajuste manual o mediante señales eléctricas de un generador, o con retroalimentación automática. Este último permite un seguimiento rápido de la polarización. Un controlador de polarización puede tener la tarea de transformar una polarización conocida fija en una arbitraria. Dado que los estados de polarización se definen mediante dos grados de libertad , por ejemplo, el ángulo de acimut y el ángulo de elipticidad del estado de polarización, tal controlador de polarización necesita dos grados de libertad. Lo mismo vale para la tarea de transformar una polarización arbitraria en una fija y conocida.
Más difícil es la transformación de una polarización arbitraria en otra polarización arbitraria. Sin embargo, esto requiere solo dos grados de libertad . Un controlador de polarización de este tipo se puede obtener, por ejemplo, colocando en el camino óptico tres placas de onda giratorias en cascada: una primera placa de cuarto de onda , que está orientada para transformar la polarización elíptica incidente en polarización lineal, una placa de media onda , que transforma esta polarización lineal en otra. polarización lineal y una segunda placa de cuarto de onda, que transforma la otra polarización lineal en la polarización de salida elíptica deseada. Mientras que las tres posiciones de la placa de ondas giratorias presentan, por supuesto, tres grados de libertad, en el caso descrito se consume un grado de libertad mediante la elección de polarizaciones lineales antes (y por tanto también detrás) de la placa de media onda .
Los controladores de polarización se pueden implementar con ópticas de espacio libre , a través de un banco en U con trenza de fibra , por ejemplo. En ese caso, la luz sale de la fibra, pasa a través de las tres placas de onda, que se pueden girar libremente para permitir el ajuste de la polarización y luego vuelve a entrar en la fibra. Los controladores de polarización también se pueden implementar en una solución totalmente de fibra. En ese caso, la polarización de la luz se cambia mediante la aplicación de una tensión controlada a la propia fibra.
Para los controladores de polarización con retroalimentación automática, los dispositivos ópticos integrados de niobato de litio (LiNbO 3 ) son muy adecuados. [2] [3] [4] [5] Los controladores de polarización con velocidades de seguimiento de hasta 100 krad / s en la esfera de Poincaré están disponibles comercialmente (ver enlace externo en la parte inferior).
Si no sólo se va a transformar una polarización arbitraria en una deseada, sino que también se va a controlar el desplazamiento de fase entre esta polarización y su ortogonal, entonces son necesarios tres grados de libertad. Una implementación con una velocidad de seguimiento de 20 krad / s se describe en. [6] [7] De esta manera, todo el espacio de Stokes normalizado se puede estabilizar para la implementación del protocolo BB84 o de criptografía cuántica similar. Otro escenario de aplicación son las matrices en fase con alimentación óptica coherente.
Ver también
- Codificación de polarización
- Exprimidor de fibra
Referencias
- ^ E. Collett, "Luz polarizada en fibra óptica", SPIE Press, p. 540 (2003)
- ^ Koch, B .; Noe, R .; Sandel, D .; Mirvoda, V .; et al. (2014). "Controlador / seguidor / demultiplexor de polarización óptica sin fin versátil" . Optics Express . 22 (7): 8259–76. doi : 10.1364 / OE.22.008259 . PMID 24718201 .
- ^ B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, H. Griesser, S. Bayer, H. Wernz, Registro de seguimiento de polarización de 59 krad / s en 112 Gb / s, 640 km, Transmisión PDM-RZ-DQPSK , IEEE Photonics Technology Letters, 26 de julio de 2010, DOI 10.1109 / LPT.2010.2060719 y Vol. 22, núm. 19, 2010, págs. 1407-1409
- ^ B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel, Seguimiento de polarización sin fin de 100 krad / s con tarjeta de módulo miniaturizado, Electronics Letters, Vol. 47, núm. 14, 2011, págs. 813-814
- ^ "Biblioteca digital IET: en la vía rápida" .
- ^ Koch, B .; Noe, R .; Mirvoda, V .; Sandel, D .; et al. (2013). "Polarización óptica sin fin de 20 krad / s y control de fase". Cartas de electrónica . 49 (7): 483–485. doi : 10.1049 / el.2013.0485 .
- ^ B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel, Primer rastreador de fase y polarización óptica sin fin, Proc. OFC / NFOEC 2013, Anaheim, CA, documento OTh3B.7, 17-21 de marzo de 2013 https://www.novoptel.de/Control/Literature/OFC2013_3DOF_presentation_short_n06.pdf https://www.novoptel.eu/Control/ Literatura / OFC2013_3DOF_presentation_short_n06.pdf