Pagrindinis optinio izoliatorius Poliarizacijos nejautrus pluošto izoliatorius (Poliarizacijos nejautrus pluošto izoliatorius) principas gali būti suskirstytas į poliarizacijos nepriklausomą (poliarizacijos nejautrą) ir nuo poliarizizacijos priklausomą (jautrus poliarizacijai) pagal poliarizacijos charakteristikas. Kadangi optinė galia, einanti per poliarizacijos priklausomą optinio pluošto izoliatorių, priklauso nuo įėjimo šviesos poliarizacijos būklės, reikia naudoti poliarizacijos palaikymo pluoštą kaip kaklaraištį. Šis optinio pluošto izoliatorius daugiausia bus naudojamas nuosekliose optinių ryšių sistemose. Šiuo metu plačiausiai naudojamas optinių skaidulų izoliatorius vis dar nepriklauso nuo poliarizacijos, ir mes analizuojame tik šį optinio pluošto izoliatorių tipą
1 Tipinė poliarizacijos nepriklausomo pluošto izolitoriaus struktūra 1 paveiksle parodyta gana paprasta struktūra. Ši struktūra naudoja tik keturis pagrindinius elementus: magnetinis žiedas (magnetinis vamzdelis), Faraday rotator (Faraday Rotator), du LiNbO3 pleišto gabalus (LN pleišto), ir pluošto koliimatorių pora (Fiber Collimator), galite padaryti in-line optinio pluošto izoliatorius. 2 Pagrindinis veikimo principas Toliau pateikiama išsami dviejų optinio signalo perdavimo į priekį ir atvirkštinės transmisijos optinio pluošto izoliatoriuje sąlygų analizė.
2.1. Perdavimas į priekį Kaip parodyta (2 paveiksle) iš kolimatoriaus spinduliuojama lygiagreti šviesos šviesa patenka į pirmąją pleišto plokštę P1, šviesos pluoštas yra padalintas į o šviesą ir e šviesą, kurios poliarizacijos kryptys yra statmenos viena kitai, o sklidimo kryptis yra vienas kampas. Kai jie eina per 45° Faradėjaus rotator, spinduliuojamos o šviesos ir e šviesos poliarizacijos plokštumos sukasi ta pačia kryptimi 45°, nes antrosios LN pleišto plokštės P2 kristalų ašis yra tiksliai palyginti su pirmąja. Kampas yra 45°, todėl o šviesos ir e šviesa yra refracted kartu sujungti du lygiagrečiai šviesos sijos su nedideliais tarpais, ir tada yra sujungtos į pluošto šerdį kito kolitorius. Šiuo atveju prarandama tik nedidelė įėjimo optinės galios dalis. Šis nuostolis vadinamas izoliatorių įterpimo praradimu. ("+" paveiksle rodo e šviesos kryptį)
.2 Atbulinės eigos transmisija Kaip parodyta (3 paveiksle), kai lygiagrečios šviesos spindulys perduodamas priešinga kryptimi, pirmiausia praeina per P2 kristalą ir yra padalintas į o šviesą ir šviesą, kurios poliarizacijos kryptis ir P1 kristalų ašis yra 45° kampu. Dėl Faradėjaus efekto abipusiškumo, po to, kai šviesa ir šviesa praeina per Faradėjaus rotatorą, poliarizacijos kryptis vis dar pasukta ta pačia kryptimi (prieš laikrodžio rodyklę paveikslėlyje) 45°, kad originalus o šviesa ir e šviesa patektų Antroji pleišto (P1) tampa e-šviesa ir o-šviesa. Dėl lūžio rodiklio skirtumo dvi šviesos sijos nebegali būti sujungtos į lygiagrečią p1 spindulį, bet refracted skirtingomis kryptimis. E-šviesos ir o-šviesos toliau atskirti didesniu kampu, net pravažiavus per savaime fokusavimo objektyvą. Sukabinimo įtaisas negali patekti į pluošto šerdį, taip pasiekiant atvirkštinės izoliacijos tikslą. Perdavimo praradimas šiuo metu vadinamas izoliacija.
3 Techniniai parametrai Optinio pluošto izoliatoriams pagrindiniai techniniai rodikliai yra įterpimo praradimas, izoliacija, grįžimo praradimas, poliarizacijos priklausomas nuostolis, poliarizacijos režimo dispersija (poliarizacija). režimas dispersija), ir tt, bus paaiškinta po vieną pagal .
3.1 Įterpimo praradimas (įterpimo praradimas) Nuo poliarizacijos nepriklausomo pluošto izoliatoriuje įterpimo nuostoliai daugiausia apima pluošto kolimtoriaus, Faradėjaus rotator ir birefringent kristalo praradimą. Išsamią įterpimo praradimo, kurį sukelia skaidulų kolitorius, analizę rasite " Kolimatorių principai. Izoliatorius branduolys daugiausia susideda iš Faraday rotator ir du LN pleišto gabalus. Kuo didesnis Faradėjaus rotator ekstinkcijos santykis, tuo mažesnis atspindėjimas, tuo mažesnis absorbcijos koeficientas, tuo mažesnis įterpimo nuostolis. Paprastai Faradėjaus rotator praradimas yra apie 0,02 ~ 0,06dB. Iš (2 pav.) matyti, kad po to, kai lygiagrečios šviesos spindulys eina per izoliatorių šerdį, jis bus padalintas į dvi lygiagrečias o ir e sijas. Dėl būdingų savybių birefringent kristalai, no¹ne, o šviesos ir e šviesos negali būti visiškai susiliejusi, todėl papildomų nuostolių.
3.2 Atvirkštinė izoliacija (izoliacija) Atvirkštinė izoliacija yra vienas iš svarbiausių izoliatorių rodiklių, apibūdinantis izoliatorių silpninimo galimybes atbulinės eigos šviesos. Yra daug veiksnių, kurie turi įtakos izoliatorius izoliacija, ir konkrečios diskusijos yra tokios.
(1) Santykis tarp izoliacijos ir atstumo tarp poliarizatoriaus ir Faradėjaus sėjos (2) Optinio elemento izoliacijos ir paviršiaus atspindžio santykis Kuo didesnis optinio elemento atspindžio izoliatoriuje santykis, tuo blogesnė atbulinės eigos izoliatorius. Faktiniame procese R turi būti mažesnis nei 0,25 %, kad užtikrintų, jog Iso yra didesnis nei 40dB.
(3) Ryšys tarp izoliacijos ir pleišto kampo bei polinio poliarizatoriaus tarpo. Birefringent kristalas yra optinis izoliatorius su itrio vanadate (YVO4). Kai pleišto kampas yra mažesnis nei 2°, izoliacija sparčiai didėja, padidėjus kampui. Kai pleišto kampas yra didesnis nei 2°, pokytis yra daug mažesnis ir yra maždaug stabilus maždaug 43.8dB. Optiniams izoliatoriams, pagamintiems iš skirtingų medžiagų, izoliacija priklauso nuo pleišto kampo. Optinis izoliavimas šiek tiek skiriasi nuo atstumo padidėjimo, nes izoliacija daugiausia priklauso nuo kampo tarp atvirkštinės išėjimo šviesos ir optinės ašies.
(4) Kristalinės ašies izoliacijos ir santykinio kampo santykis Santykinis dviejų poliarizacijų kampas ir psuvėjo kristalų ašis turi didžiausią poveikį izoliacijai. Kai kampo skirtumas yra didesnis kaip 0,3 laipsnio, izoliavimas negali būti didesnis kaip 40dB. Yra daug kitų veiksnių, daugiausia išnykimo santykis dviejų poliarizai, kristalų storis, ir tt Kad izoliacija būtų didesnė kaip 40dB , taip pat turi būti: R1 ir R2 lygus, mažesnis nei 0,25%; slenkančiojo kristalų ašies spaustukas Kampo pakaba yra mažesnė nei 0. 57°, ir t. t. Be to, kadangi Faradėjaus efekte θ=VBL V yra ne tik bangos ilgio funkcija, bet ir temperatūros funkcija, todėl Faradėjaus sukimosi kampas taip pat pasikeis su temperatūra, kuri taip pat yra vienas iš veiksnių.
3.3 Nuostolis dėl grąžinimo Optinio izoliatoriaus RL nurodo optinės galios incidento santykį iš izoliatoriuje į priekį ir optinę galią, grįžtančioje į izoliatorių įvesties prievadą išilgai įvesties kelio. Tai svarbus rodiklis, nes grįžimas yra stiprus, izoliacija bus labai paveikta. Izoliatoriaus grįžtamąjį praradimą sukelia komponentų ir oro lūžio indekso ir atspindžio neatitikimas. Paprastai atgalinis nuostolis, kurį sukelia obliavimo komponentai, yra 14dB
Kairėje ir dešinėje aidas gali būti prarastas daugiau nei 60dB per antireflection danga ir nuožulnus poliravimas. Optinio izoliatorius daugiausia prarandamas iš kolimuoto optinio kelio (t. y. kolimatoriaus dalies). Pagal teorinius skaičiavimus, kai nuolydžio kampas yra 8°, grąžos nuostoliai yra didesni nei 65dB. Kolimtoriaus grąžinimo praradimas buvo analizuojamas kolimatorinio principu, skaitykite "Kolimtoriaus principas".
3.4 Nuo poliarizacijos priklausomas nuostolis PDL PDL skiriasi nuo įterpimo praradimo. Tai reiškia didžiausią prietaiso įterpimo praradimo pokytį, kai pasikeičia įvesties šviesos poliarizacijos būsena, o kiti parametrai lieka nepakitę. Tai rodiklis, kuris matuoja prietaiso įterpimo praradimo poliarizacijos laipsnį. Poliarizacijos nepriklausomiems optiniams izoliatoriams dėl kai kurių komponentų, kurie gali sukelti poliarizaciją, neįmanoma pasiekti nulio PDL. Paprastai priimtinas PDL yra mažesnis nei 0,2 dB.
3.5 Poliarizacijos režimo dispersija PMD
Poliarizacijos režimo dispersija PMD reiškia per prietaisą skirtingose poliarizacijos būsenose einančios signalinės šviesos fazės delsą. Optiniuose pasyviuose įrenginiuose skirtingi poliarizacijos režimai turi skirtingas sklidimo trajektorijas ir skirtingus sklidimo greičius, todėl atitinkamai atsiranda poliarizacijos režimo dispersija. Tuo pačiu metu, nes šviesos šaltinio spektras turi tam tikrą pralaidumą, jis taip pat sukels tam tikrą dispersiją. Greitųjų optinių ryšių sistemose PMD yra labai svarbus. Poliarizacijos nepriklausomame optiniame izoliatoriuje dvi beržinančios kristalinės poliarizuotos šviesos generuojamos sijos perduodamos skirtingomis fazėmis ir grupės greičiais, ty PMD, o jo pagrindinis šaltinis yra birefringent kristalas, naudojamas o-šviesai ir e-šviesai atskirti ir kondensuoti . Jis gali būti apytikslis pagal dviejų tiesiškai poliarizuotų šviesų spindulių kelio skirtumą ΔL. Poliarizacijos režimo dispersija: Poliarizacijos nepriklausomas izoliatorius: Žinoma, viso prietaiso PMD galima gauti apskaičiuojant kiekvieno komponento optinį kelio ilgį L. PMD daugiausia veikia lūžio rodiklio skirtumas tarp e-šviesos ir o-šviesos, todėl turi didesnį ryšį su bangos ilgiu.
