手动光纤偏振控制的使用原理和实验测量结果
使用原理
通过180旋转¼波片和½波片, 可以获得偏振态的旋转变化。
手动偏振控制器利用了应力诱导双折射原理来产生三种单独的波片(光纤延迟器)，通过将单模光纤绕三个单独的线盘上，来改变单模光纤中透射光的偏振状态。光纤中产生的双折射的大小是光纤包层，线盘直径（固定的），每个线盘上的光纤环数和光波长的函数。（注意：所需要的双折射是由光纤环数决定的，而不是旋转桨来实现的）。通过手动旋转桨，在线盘平面内的光纤的快轴会随着透射偏振矢量一起调整。为了把任意偏振状态的输入光变成任意偏振态输出光，需要使用三个旋转桨（一个1/4波片，一个半波片和一个1/4波片）。
三旋转桨偏振控制器串联了一个 1/4 波片，一个半波片和一个 1/4 波片，能把任意偏振态变为其它任意偏振态。一个四分之一波片将输入光的偏振态转换成线偏振态。半波片旋转线偏振光，一个 1/4 波片可以将线偏振光的偏振状态变成任意的偏振态。因此，调节三个桨(光纤延迟器)可以在很大的波长范围内(500 至 1600 nm)完全控制的输出光的偏振态。
实验测量结果：使用光纤桨操纵偏振
---由于光纤偏振控制器的旋转和扭力，对输出偏振态的影响的实验室测量结果
该控制器利用应力引致的双折射效应，改变通过受应力的光纤中传输的光的偏振态。通过扭转或旋转产生应力，可以发现如果在每个桨上使用适当的光纤圈数，就可以连续调节应力引致的双折射，从而将任意的输入偏振态旋转成任意的所需输出偏振态。然后可以得出实现所要的输出偏振态需要的程序，并在邦加球上作出偏振变化图，从而说明达到所要的偏振态需要的步骤。
实验使用法布里-玻罗激光器(1310 nm)作为光源，并将它耦合到一根Ø900 µm0紧密缓冲层的光纤中。该光纤通过光纤偏振控制器，且输出通过光纤准直器准直成一束自由空间光束。从这里开始测量光束，光束测量可直接由偏振态测量仪完成，或通过由一片四分之一波片、一片线性偏振片和一台功率计组成的分析仪装置来完成。
图2概括了操纵光纤中的光偏振态的测量结果，它作为旋转和扭转力的函数呈现在邦加球上。彩色线表示偏振控制器的三个桨，它们对应于图1的彩色数字。为了产生四分之一波片的作用，光纤需要绕桨循环两次，要实现半波片的作用需要循环3次。对于图2中给出的结果，我们以2次-3次-2次循环的方式使用偏振控制器。如图2中所示，从任意偏振态开始，可通过将每个桨旋转几次来实现任何所要的偏振态。由偏振控制器实现的这种偏振操纵不会产生内在损失；应力引致的双折射反而被用作旋转光纤中的光偏振的一种机制。实验给出了偏振控制器每个桨的数据，且在邦加球上描绘了由它们产生的偏振变化。
常见问题解答:
1. 机械式偏振控制器使用什么样的光纤工作?能否直接使用保偏光纤？
机械式偏振控制器适合于各种单模光纤工作,利用三个光纤环的旋转产生对光纤的应力,从而调整光的偏振态,保偏光纤的设计消除了外部应力对传输光的偏振态的影响，所以机械式偏振控制器不适合保偏光纤。如果您的系统中使用的是保偏光纤，可以采用熔接的方式把单模光纤中的光信号注入到保偏光纤的慢轴，达到线性偏振态保持的目的。
2. 机械式偏振控制器对波长敏感吗?
光纤环型偏振控制器本身对波长有一定的敏感性，这主要和光纤环的半径有关.。机械式偏振控制器因为合理的设计，几乎可以配合任何波长的单模光纤工作，例如：Corning SMF-28 光纤可以工作在 1260~1650nm。选择波长合适的单模光纤，机械式偏振控制器可以在任何波长很好的工作。
3. 机械式偏振控制器的精度如何？有何作用？
机械式偏振控制器是一种精度不高的手动偏振控制器件，适合于试验领域等粗略的调整。偏振控制器的作用是调整任意输入偏振态到想要得到的输出的偏振态。
4. 如何知道调整机械式偏振控制器达到了什么样的偏振态?贵公司有相应的参考信息吗?
想知道获得了什么样的具体偏振态需要复杂的测试仪器，例如偏振仪等，机械式偏振控制器主要应用在偏振敏感的系统中，通过测量光功率的方法知道系统中偏振态变化带来的影响。
因为单模光纤本身对偏振态不能保持，而且机械式偏振控制器输入端偏振态也不断变化，所以无法提供相应的参考信息。
5. 购买的机械式偏振控制器因为多次使用,光纤的长度不够,是否能够提供光纤或者重新提供盘光纤的服务？
可以，需要适当收取相应的材料和人工的费用。
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