怎么樣才能準(zhǔn)確測(cè)量器件的PDL?
rh$%*l 用擾偏器消除光信息傳輸中的偏振相關(guān)損害
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f TQID-I 一、偏振相關(guān)損害的種類(lèi):
AD*+?%hj 隨著光網(wǎng)絡(luò)的日益普及,以及光信息傳輸速度的不斷提高,由光的偏振所引起的偏振相關(guān)損害越來(lái)越不可忽視。由于不同偏振態(tài)的入射光、
光纖及光器件的偏振特性的不同,在光纖中進(jìn)行信息傳輸時(shí)候都會(huì)受到不同的影響,都會(huì)給光信息傳輸造成各種影響。為此,消除偏振相關(guān)損害就成了眾多光電子產(chǎn)業(yè)人士的重要工作。
AHn^^'&x[ 偏振相關(guān)損害主要包括以下幾個(gè)類(lèi)型:
v,Ep2$ 1 、光纖中的偏振模色散( PMD ),
r4!zA-{ 2 、無(wú)源光器件中的偏振相關(guān)損耗( PDL ),
0fi+tc30 3 、電光調(diào)制器中的偏振相關(guān)調(diào)制( PDM ),
R4@C>\c%m 4 、光放大器中的偏振相關(guān)增益( PDG ),
Nm#KHA='Z 5 、 WDM 濾波器中的偏振相關(guān)
波長(zhǎng)( PDW ),
f.rHX<%q9B 6 、接收機(jī)中的偏振相關(guān)響應(yīng)( PDR ),
t)$>++i 7 、
傳感器和相干通訊
系統(tǒng)中的偏振相關(guān)響應(yīng)度( PDS )。
>qcir~ & 消除偏振損害的一個(gè)非常有效的手段,就是使用擾偏器。
47ir QK* 二、擾偏器的主要種類(lèi)及工作
原理 ]C5JP~#z 擾偏器的工作原理,就是將通過(guò)擾偏器的偏振光,以較高的速度不斷改變其偏振態(tài)( SOP ),從而在總體時(shí)間段里,其綜合效果失去了偏振特性。也就是說(shuō),在某一個(gè)瞬間它還是一個(gè)偏振度( DOP )為 1 的偏振光,但從平均時(shí)間上看,它就是一個(gè) DOP= 0 的非偏振光。這個(gè)過(guò)程就叫做“擾偏”,經(jīng)過(guò)“擾偏”的光叫做“擾偏光”。
|JuXOcr4 目前常見(jiàn)的擾偏器有三種類(lèi)型,分別是:鈮酸鋰晶體擾偏器、柱型壓電陶瓷諧振擾偏器和光纖擠壓型擾偏器。下面分別介紹這三種擾偏器的工作原理和特性。
?w3f;v ? 鈮酸鋰晶體擾偏器:
t?YGGu^ 這種擾偏器是利用了鈮酸鋰晶體的電光效應(yīng),在晶體外施加電場(chǎng),可以改變晶體的折射率。當(dāng)光通過(guò)晶體的時(shí)候,在晶體外加入一個(gè)不斷改變的電場(chǎng),使得晶體的折射率不斷發(fā)生變化,從而使這束光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化(圖 1 )。
&W".fRH_O '=%vf 圖 1
;}^Pfm8 因?yàn)殁壦徜嚲w的電光效應(yīng)的響應(yīng)速度很高,所以這種擾偏器的優(yōu)點(diǎn)是擾偏速度快。但也存在缺點(diǎn)。一個(gè)主要缺點(diǎn)是插入損耗大。這是因?yàn)楣庠谕ㄟ^(guò)擾偏器的時(shí)候,需要進(jìn)行多次的從光纖到晶體的界面出入。另一個(gè)主要缺點(diǎn)是造價(jià)高。這是因?yàn)檫@種擾偏器結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,晶體器件成本也較高。
P(A%z2Ql 這種擾偏器還有一個(gè)缺點(diǎn)是對(duì)偏振的敏感度高(偏振敏感度是指由于入射光的偏振態(tài)不同,儀器的擾偏效果也會(huì)發(fā)生變化)。當(dāng)入射光的偏振方向正好和晶體的電場(chǎng)方向成 45 度角的時(shí)候,這種擾偏器的擾偏效果最好。遺憾的是在實(shí)際應(yīng)用中,這樣理想的情況是非常少的。為了解決這一矛盾,可以采用多級(jí)晶體器件,以不同的電場(chǎng)角度串聯(lián)起來(lái)。但是這樣一來(lái)插入損耗更大,制作成本也成倍增加。
15Yy&9D ? 柱型壓電陶瓷諧振擾偏器
JMO"(? 這種擾偏器的主要結(jié)構(gòu)是將光纖纏繞在柱型的壓電陶瓷上,在壓電陶瓷上施加電壓,壓電陶瓷會(huì)發(fā)生形變,從而使得上面的光纖產(chǎn)生拉伸,由于光彈效應(yīng),進(jìn)而使得光纖內(nèi)部的折射率發(fā)生變化(產(chǎn)生雙折射),造成光纖內(nèi)傳輸?shù)墓獾钠駪B(tài)的變化(圖 2)。
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