Контроллер поляризации — это оптическое устройство , позволяющее изменять состояние поляризации света . [1]
Контроллеры поляризации могут работать без обратной связи, обычно с помощью ручной регулировки или электрических сигналов от генератора, или с автоматической обратной связью. Последнее позволяет быстро отслеживать поляризацию. Контроллер поляризации может иметь задачу преобразования фиксированной известной поляризации в произвольную. Поскольку состояния поляризации определяются двумя степенями свободы , например, углом азимута и углом эллиптичности состояния поляризации, такому контроллеру поляризации нужны две степени свободы. То же самое относится к задаче преобразования произвольной поляризации в фиксированную известную.
Более сложным является преобразование произвольной поляризации в другую произвольную поляризацию. Однако для этого требуется всего две степени свободы . Такой контроллер поляризации может быть, например, получен путем размещения на оптическом пути трех вращающихся волновых пластин в каскаде: первой четвертьволновой пластины , которая ориентирована для преобразования падающей эллиптической поляризации в линейную поляризацию, полуволновой пластины , которая преобразует эту линейную поляризацию в другую линейную поляризацию, и второй четвертьволновой пластины, которая преобразует другую линейную поляризацию в желаемую эллиптическую выходную поляризацию. В то время как три вращающихся положения волновой пластины , конечно, представляют три степени свободы, одна степень свободы расходуется в описанном случае выбором линейных поляризаций перед (и, следовательно, также за) полуволновой пластиной .
Контроллеры поляризации могут быть реализованы с использованием оптики свободного пространства , например, через волоконно-оптический U-образный стенд. В этом случае свет выходит из волокна, проходит через три волновые пластины, которые можно свободно вращать для регулировки поляризации, а затем снова входит в волокно. Контроллеры поляризации также могут быть реализованы в полностью волоконном решении. В этом случае поляризация света изменяется путем приложения контролируемого напряжения к самому волокну.
Для контроллеров поляризации с автоматической обратной связью очень хорошо подходят интегрированные оптические устройства на основе ниобата лития (LiNbO 3 ). [2] [3] [4] [5] Контроллеры поляризации со скоростью отслеживания до 100 крад/с на сфере Пуанкаре имеются в продаже (см. внешнюю ссылку внизу).
Если не только произвольная поляризация должна быть преобразована в желаемую, но и фазовый сдвиг между этой поляризацией и ее ортогональностью должен контролироваться, то необходимы три степени свободы. Реализация со скоростью отслеживания 20 крад/с описана в. [6] [7] Таким образом, все нормализованное пространство Стокса может быть стабилизировано для реализации протокола квантовой криптографии BB84 или аналогичного. Другим сценарием применения являются фазированные решетки с когерентной оптической подачей.