All-fiber wavelength-independent polarization rotator based on geometric effects is introduced and demonstrated with a novel design. The geometric phase or Berry phase can cause the polarization rotation in the optical fiber, but bend-induced birefringence exists in the fiber. All-fiber wavelength-independent polarization rotator is designed with self compensating the bend-induced birefringence. It consequently provides the wavelength-independent operation. Polarization rotator is demonstrated for fixed angle and angle-tunable function both and especially reflector-type fixed polarization rotator is analyzed in comparison with mirror, Faraday rotation mirror, Sagnac loop mirror. The possibility of applying the structure of the suggested polarization rotator to a spatial mode rotator is finally investigated.
베리 위상 혹은 기하학적 위상이라 불리는 현상을 이용하여, 구조 설계를 통해 광섬유 내의 편광 상태를 파장에 무관하게 회전할 수 있는 편광 회전기를 구현하였다. 기존의 기하학적 효과를 이용해 편광 회전을 구현한 연구 결과에서는 굽힘으로 인해 유도되는 복굴절이 존재하여 단순히 편광을 회전하기에 어려움이 있었다. 이와 같은 문제를 자동적으로 굽힘 복굴절이 보상되도록 설계하여 해결하였으며, 따라서, 파장에 관계 없이 편광 회전을 구현할 수 있음을 확인하였다. 기하학적 효과를 이용한 편광 회전기는 고정 회전각을 위한 편광 회전기와 가변 회전각 편광 회전기 모두 구현할 수 있었으며, 이를 기존의 광학 소자들(거울, 패러데이 거울, 사냐 거울 등)과 비교하여 분석하였다. 나아가 동일한 원리를 이용하여 비대칭 고차 모드의 방향을 회전할 수 있는 가능성을 보았다.
