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什麼是光纖隔離器?

2022-01-27 21:30:20 波分傳輸_纖億通

工作原理

光纖隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應來隔離反射光,只允許光以單一方向傳輸的無源磁光器件。光纖隔離器用於防止光源受到由背向反射或信號產生的不良影響;背向反射可能損壞激光器或者使之產生跳模、振幅變化或頻移。在高功率應用中,背向反射還能引起不穩定性和功率尖峰。銘創光電生產的隔離器具有高隔離度、低插入損耗、高承受功率,可以根據用戶需要定制不同波長、功率、光纖的隔離器,產品廣泛應用於光纖激光器、光纖放大器、激光通信、光纖傳感、科學科研等領域。

隔離器由起偏器,旋光器和檢偏器三局部組成。起偏器是一種光學器件,當光束入射到它上面時,其輸出光束變成了某一方向的線性偏振光,該方向就是起偏器的偏振軸。當入射光的偏振方向與起偏器的偏振軸垂直光陰不能經過,因而起偏器又可作檢偏器用。旋光器由旋光性資料和套在外面的永世磁鐵組成,借助磁光效應,使經過它的光的偏振方向發作一定水平的旋轉。在磁場作用下,當偏振光經過不具有旋光性的物質時,其偏振方向發作了旋轉,這種如今稱為磁致旋光效應,也稱為法拉第效應。磁致旋光效應惹起的光偏振方向旋轉的角度θ為:

其中,L為磁致旋光物質的長度,B為物質所處的磁場强度,V 錶示磁致旋光物質的費爾德常數。由上式可知:磁致旋光效應惹起的光偏振旋轉方向取决於外加磁場的方向,與光的傳播方向無關,這與資料的固有旋光效應不同,固有旋光效應惹起的光偏振旋轉方向與光的傳播方向有關。

光隔離器由兩個透振方向互為45º的偏振器和一個法拉第旋轉器組成,如圖所示。

起偏器與檢偏器的偏振軸相差45º,當入射光經過起偏器時,被變成線偏振光,然後經旋光器,其偏振面被旋轉45º,剛好與檢偏器的偏振方向分歧,於是光信號順利經過光隔離器而進入光路中。假如有反射光呈現時,反射光經過檢偏器和旋光器後,其偏振方向與起偏器的偏振方向正交而不能經過起偏器,從而到達了隔離反射光的目的,每級光隔離器對反射光的損耗高達35dB以上。但是在實踐應用中,入射光的偏振態是恣意的,並且隨時間變化,因而,必需請求隔離器的工作與入射光的偏振態無關。

具有任意偏振態的入射光首先通過一個偏振分束器(SWP),這個SWP是將入射光分解為兩個正交偏振分量,讓垂直分量直線通過,水平分量偏折通過。兩個分量都要通過法拉第旋轉器,其偏振態都要旋轉45°。法拉第旋轉器後面跟隨一塊半波片,這個半波片將從左向右傳播的光的偏振態順時針旋轉45°,將從右向左傳播的光的偏振態逆時針旋轉45°。最後兩個分量的光在輸出端由另一個SWP合在一起輸出。
 

如果存在反射光在反方向上傳輸,半波片和法拉第旋轉器的旋轉方向正好相反,當兩個分量的光通過這兩個器件時,其旋轉效果相互抵消,偏振態維持不變,在輸入端的SWP上不能合路輸出,於是就起到隔離作用。

技術指標

在CATV系統中對光隔離器性能的要求是:正向損耗低、反向隔離度高、回波損耗高、器件體積小、環境性能好。由於光隔離器比較貴重,所以一般應用在光源中,在光纖線路中不用。如果光隔離器價格便宜,插入損耗又小,可以在線路中應用,以提高系統性能。光隔離器的主要參數要求具體如下:

1)插入損耗小,典型值約為0.5dB;

2)隔離度大,典型值約在40~50dB之間;

3)偏振相關損耗(PDL)小,<0.2 dB。                                      

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