Controlador de polarización

Un controlador de polarización es un dispositivo óptico que permite modificar el estado de polarización de la luz . ^{[ 1 ]}

Los controladores de polarización pueden funcionar sin retroalimentación, generalmente mediante ajuste manual o señales eléctricas de un generador, o con retroalimentación automática. Esta última permite un seguimiento rápido de la polarización. Un controlador de polarización puede transformar una polarización fija y conocida en una arbitraria. Dado que los estados de polarización se definen mediante dos grados de libertad , por ejemplo, el ángulo azimutal y el ángulo de elipticidad del estado de polarización, dicho controlador requiere dos grados de libertad. Lo mismo ocurre con la tarea de transformar una polarización arbitraria en una fija y conocida.

Más difícil resulta la transformación de una polarización arbitraria en otra polarización arbitraria. Sin embargo, esto requiere solo dos grados de libertad . Dicho controlador de polarización puede obtenerse, por ejemplo, colocando en cascada tres láminas de onda giratorias en la trayectoria óptica : una primera lámina de cuarto de onda , orientada para transformar la polarización elíptica incidente en polarización lineal ; una lámina de media onda , que transforma esta polarización lineal en otra polarización lineal; y una segunda lámina de cuarto de onda, que transforma la otra polarización lineal en la polarización de salida elíptica deseada. Si bien las tres posiciones de las láminas de onda giratorias presentan, por supuesto, tres grados de libertad, en el caso descrito se consume un grado de libertad debido a la elección de las polarizaciones lineales antes (y, por lo tanto, también después) de la lámina de media onda .

Los controladores de polarización pueden implementarse con óptica de espacio libre , por ejemplo, mediante un banco en U con fibra óptica. En este caso, la luz sale de la fibra, pasa a través de tres láminas de onda que pueden girar libremente para ajustar la polarización y luego regresa a la fibra. Los controladores de polarización también pueden implementarse en una solución totalmente de fibra óptica. En este caso, la polarización de la luz se modifica mediante la aplicación de una tensión controlada a la propia fibra.

Para controladores de polarización con retroalimentación automática, los dispositivos ópticos integrados de niobato de litio (LiNbO₃ ₎ son muy adecuados. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Existen en el mercado controladores de polarización con velocidades de seguimiento de hasta 100 krad/s en la esfera de Poincaré (véase el enlace externo al final).

Si no solo se desea transformar una polarización arbitraria en una deseada, sino también controlar el desfase entre esta polarización y su ortogonal, entonces se requieren tres grados de libertad. En ^{[ 6 ] [ 7 ]} se describe una implementación con una velocidad de seguimiento de 20 krad/s. De esta manera, se puede estabilizar todo el espacio de Stokes normalizado para la implementación del protocolo de criptografía cuántica BB84 o similar. Otro escenario de aplicación son los arreglos de fase con alimentación óptica coherente.

• Mezcla de polarización

• "Simulación en línea de un controlador de polarización de 3 etapas" . eigensolution.com.
• "Controlador/seguidor/demultiplexor de polarización de 100 krad/s" . Novoptel.