وحدة التحكم في الاستقطاب

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

رمز التحكم في الاستقطاب

جهاز التحكم في الاستقطاب هو جهاز بصري يسمح بتعديل حالة استقطاب الضوء . [ 1 ]

الأنواع والتشغيل

يمكن تشغيل وحدات التحكم في الاستقطاب بدون تغذية راجعة، عادةً عن طريق الضبط اليدوي أو بواسطة إشارات كهربائية من مولد، أو مع تغذية راجعة تلقائية. يتيح هذا الأخير تتبعًا سريعًا للاستقطاب. قد تتمثل مهمة وحدة التحكم في الاستقطاب في تحويل استقطاب ثابت ومعروف إلى استقطاب عشوائي. بما أن حالات الاستقطاب تُحدد بدرجتي حرية ، على سبيل المثال زاوية السمت وزاوية الإهليلجية لحالة الاستقطاب، فإن وحدة التحكم هذه تحتاج إلى درجتي حرية. وينطبق الأمر نفسه على مهمة تحويل استقطاب عشوائي إلى استقطاب ثابت ومعروف.

يُعدّ تحويل استقطاب عشوائي إلى استقطاب عشوائي آخر أكثر صعوبة، ومع ذلك، لا يتطلب ذلك سوى درجتي حرية . يمكن الحصول على مُتحكّم استقطاب كهذا، على سبيل المثال، بوضع ثلاث صفائح موجية دوّارة متتالية على المسار البصري : صفيحة ربع موجة أولى ، مُوجّهة لتحويل الاستقطاب الإهليلجي الساقط إلى استقطاب خطي ، وصفيحة نصف موجة ، تُحوّل هذا الاستقطاب الخطي إلى استقطاب خطي آخر، وصفيحة ربع موجة ثانية، تُحوّل الاستقطاب الخطي الآخر إلى الاستقطاب الإهليلجي المطلوب. في حين أن مواضع الصفائح الموجية الدوّارة الثلاثة تُوفّر بالطبع ثلاث درجات حرية، إلا أن إحدى درجات الحرية تُستهلك في الحالة الموصوفة باختيار الاستقطابات الخطية قبل (وبالتالي خلف) صفيحة نصف الموجة .

يمكن تطبيق أجهزة التحكم في الاستقطاب باستخدام البصريات في الفضاء الحر ، من خلال منصة على شكل حرف U موصولة بألياف ضوئية ، على سبيل المثال. في هذه الحالة، يخرج الضوء من الألياف، ويمر عبر ثلاث صفائح موجية قابلة للدوران بحرية لضبط الاستقطاب، ثم يعود إلى الألياف. كما يمكن تطبيق أجهزة التحكم في الاستقطاب في حلول تعتمد كليًا على الألياف الضوئية. في هذه الحالة، يتم تغيير استقطاب الضوء من خلال تطبيق إجهاد مضبوط على الألياف نفسها.

تُعدّ أجهزة نيوبات الليثيوم الضوئية المتكاملة (LiNbO3 ) مناسبة جدًا لأجهزة التحكم في الاستقطاب المزودة بتغذية راجعة تلقائية . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] تتوفر تجاريًا أجهزة تحكم في الاستقطاب بسرعات تتبع تصل إلى 100 كيلوراديان/ثانية على كرة بوانكاريه (انظر الرابط الخارجي في الأسفل).

إذا لم يكن المطلوب تحويل استقطاب عشوائي إلى استقطاب مرغوب فيه فحسب، بل التحكم أيضًا في فرق الطور بين هذا الاستقطاب واستقطابه المتعامد، فإن ثلاث درجات حرية ضرورية. وُصفت آلية تنفيذ بسرعة تتبع تبلغ 20 كيلوراديان/ثانية في المراجع [ 6 ] و[ 7 ] . بهذه الطريقة، يمكن تثبيت فضاء ستوكس المعياري بالكامل لتنفيذ بروتوكول التشفير الكمي BB84 أو ما شابهه. ومن سيناريوهات التطبيق الأخرى المصفوفات الطورية ذات التغذية البصرية المتماسكة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ إي. كوليت، "الضوء المستقطب في الألياف البصرية"، مطبعة SPIE، ص 540 (2003)
  2. ↑ كوخ، ب.؛ نو، ر.؛ ساندل، د.؛ ميرفودا، ف.؛ وآخرون  (2014). "وحدة تحكم/متتبع/مزيل إرسال ضوئي متعدد الاستخدامات لا نهائي للاستقطاب" . أوبتكس إكسبرس . 22 (7): 8259-76 . Bibcode : 2014OExpr..22.8259K . doi : 10.1364/OE.22.008259 . PMID 24718201 . 
  3. ↑ ب. كوخ، ر. نويه، ف. ميرفودا، هـ. غريسر، س. باير، هـ. فيرنز، تتبع استقطاب قياسي بسرعة 59 كيلوراد/ثانية في نقل PDM-RZ-DQPSK بسرعة 112 جيجابت/ثانية، لمسافة 640 كم، رسائل تقنية الفوتونات IEEE، 26 يوليو 2010، DOI 10.1109/LPT.2010.2060719، المجلد 22، العدد 19، 2010، الصفحات 1407-1409
  4. ↑ ب. كوخ، ر. نويه، ف. ميرفودا، د. ساندل، تتبع الاستقطاب اللانهائي بسرعة 100 كيلوراد/ثانية باستخدام بطاقة وحدة مصغرة، رسائل الإلكترونيات، المجلد 47، العدد 14، 2011، الصفحات 813-814
  5. ↑ دايبال، هـ. (7 يوليو 2011). "المكتبة الرقمية لمعهد الهندسة والتكنولوجيا: على المسار السريع" . رسائل الإلكترونيات . 47 (14): 785. doi : 10.1049/el.2011.1950 .
  6. ↑ كوخ، ب.؛ نو، ر.؛ ميرفودا، ف.؛ ساندل، د.؛ وآخرون (2013). "الاستقطاب البصري اللانهائي والتحكم في الطور بسرعة 20 كيلوراد/ثانية". رسائل الإلكترونيات . 49 (7): 483-485 . Bibcode : 2013ElL....49..483K . doi : 10.1049/el.2013.0485 . 
  7. ↑ ب. كوخ، ر. نويه، ف. ميرفودا، د. ساندل، أول جهاز تتبع لانهائي للاستقطاب والطور البصري، وقائع مؤتمر OFC/NFOEC 2013، أنهايم، كاليفورنيا، ورقة بحثية OTh3B.7، 17-21 مارس 2013 https://www.novoptel.de/Control/Literature/OFC2013_3DOF_presentation_short_n06.pdf https://www.novoptel.eu/Control/Literature/OFC2013_3DOF_presentation_short_n06.pdf