04光隔离器解读.pptx

隔离器学习剪辑 张植俊俊 magogo@163.com 目录 原理 种类 参数指标 原理首页 2014-7-14 4 原理——定义及原理 互易器件：允许双向光通行，即输入光与输出光可以互换的无源器件。 光隔离器：是一种光单向传输的非互易性器件，即光的单向器。 光隔离器的用途：主要用在激光器或光放大器的后面，以防止来自连接 器、熔接点、滤波器等的反射光影响激光器或放大器的稳定性。 2014-7-14 5 原理——单模光纤隔离器组成 单模光纤隔离器的组成 法拉第旋转器：用旋光材料制成法拉第旋转器，是通过它的光的偏振态 旋转一定角度，且旋转方向与光传播方向无关。 光隔离器的组成：起偏器、检偏器、法拉第旋转器三部分。 各部分作用：起偏器允许垂直偏振光顺利通过；检偏器允许45o方向上的 偏振光顺利通过；法拉第旋转器使通过它的光的偏振方向顺时针旋转45o 单模光纤隔离器的特点：是隔离器的工作与入射光的偏振态有关，即必 须是垂直偏振。 2014-7-14 6 原理——工作过程 当入射光从左向右传输时，由于单模光纤传输光的偏振态与起偏器的透 振方向一致，故入射光无损地通过起偏器。由于法拉第旋转器的作用， 使光的偏振态旋转到45o方向上，由于检偏器的透振方向也在45o方向 上，于是经过法拉第旋转器旋转45o后的光能顺利通过检偏器，这样，正 向传输入射光无损地通过隔离器。当反射波向反方向传输时，由于检偏 器的透振方向为45o，只允许45o方向的偏振光通过检偏器，其余偏振态 的光全部被检偏器阻止。通过检偏器的光被法拉第旋转器再旋转45o，便 成为水平偏振光，该偏振态光被起偏器阻止，这样就阻止了反方向光的 传输。 2014-7-14 7 原理——单模光纤隔离器的工作原理 2014-7-14 8 原理——实用型光隔离器的结构 下图是一个实用型的光隔离器。它是由两个空间分离偏振器、法拉第旋 转器和一个半波片组成。 空间分离偏振器(SWP)：让垂直分量直线通过，而水平分量偏折通过，且偏折方向和光传输方向无关。其作用是将入射的任意偏振态的光分解为水平和垂直的两个正交偏振分量，或者水平和垂直的两个正交偏振分量合成某一偏振光。 法拉第旋转器：能使通过它的光的偏振方向顺时针旋转45o。 半波片：可以把光的偏振态旋转45o，将从左向右传播光的偏振态顺时针 旋转，反之逆时针旋转。 隔离器的工作过程：先介绍各部件的功能，然后分别介绍正向传输和反 向传输过程，注意反向不能传输的关键是水平偏振光只能偏折通过SWP 而垂直偏振光只能直接通过SWP 2014-7-14 9 原理——实用型隔离器的原理图 不具有旋光性的物质在磁场的作用下，偏振光通过改物质时其震动面将发生旋转。此现象称为磁致旋光效应，也称法拉第效应。 法拉第效应的一个重要特性是：不管光的传播特性如何，迎着外加磁场的方向观察，偏振光按反时针旋转，其旋向是不可逆转的。这是制作光隔离器的基础特性。 常用材料包括YIG晶体（钇铁石榴石）、高性能磁光晶体。典型 的隔离器采用选光角度为45度的旋转器。 法拉第旋转器 原理——法拉第旋镜 自然光、偏振光与偏振片 自然光为横波 其振动态为 各向均匀振动 二向色性偏振片： 只允许与光轴平行振动态光通过 塞璐璐基片上蒸镀一层硫酸奎宁晶粒 原理——偏振原理 双折射晶体Wedged片 birefringent Crystal Wedged 入射光 楔形单轴双折射晶体 光轴 o光 光轴 e光 原理——双折射晶体 Y向基模 输出端展宽，不能完全混合 PMD即Polarization Mode Dispersion,偏振模色散； 光纤为各项异性晶体，光束入射会产生双折射，光线传输基模由两个正交的极化模组成，在理想的光纤形状情况下，两个基模传输常数相同，PMD为0；实际上由于光纤本身截面不圆度等原因、弯曲扭转等原因，两个基模传输到达时间不同，产生输出端展宽现象，不能完全混合，从而产生偏振模色散。如右图示。 单级偏振无关型光隔离器由于使用远非理想圆截面的单轴双折射晶体，PMD损失尤其明显，因此需要PMD补偿片进行补偿。双级由于原来的相位差再次经过双折射晶体而受到反向校正，不需要PMD片补偿。 X向基模 输入 混合后输出 原理——PMD补偿片 Pigtail Silicone硅胶 Magnet磁铁 O-Ring橡胶圈 Pigtail Sleeve毛细管套 Center Tube金属套管 C-Lens Outer House金属外壳封装 Core 中心件 原理——结构图 种类首页 种类——综述1（使用方式） 光隔离器的种类很多，按其构成材料可分为块状型、光纤型和波导型；按其外部结构可分为尾纤型、连接端口型和