Osnovni princip optičkog izolatora Polarizacija-neosjetljiv izolator vlakana (Polarization Insensitive Fiber Isolator) može se podijeliti na polarizaciju-nezavisnu (Polarization Insensitive) i polarization-dependent (Polarization Sensitive) prema polarizacija karakteristikama. Pošto optička snaga koja prolazi kroz polarizaciju-zavisni izolator optičkog vlakana zavisi od polarizacije stanja ulazne svjetlosti, potrebno je koristiti polarizaciju koja održava vlakna kao kikice. Ovaj optički izolator vlakana će se uglavnom koristiti u koherentnim optičkim komunikacijskim sistemima. Trenutno je najšire korišteni izolator optičkog vlakna još uvijek nezavisan od polarizacije, a mi analiziramo samo ovu vrstu izolatora optičkog vlakna
1 Tipična struktura izolatora vlakana nezavisnog od polarizacije A relativno jednostavna struktura je prikazana na 1. Ova struktura koristi samo četiri glavna elementa: magnetni prsten (Magnetic Tube), Faraday rotator (Faraday Rotator), dva Klinasta komada LiNbO3 (LN Wedge) i par vlakana kolimatora (Fiber Collimator), možete napraviti in-line optički izolator vlakana. 2 Osnovni radni princip Slijedi detaljna analiza dva stanja optičkog signala naprijed i obrnutog prijenosa u izolatoru optičkog vlakna.
2.1 Prednji prijenos Kao što je prikazano na (nacisti 2), paralelni svjetlosni snop koji se emitira iz kolektora ulazi u prvu klinatu ploču P1, svjetlosni snop je podijeljen na o svjetlost i e svjetlost, smjerove polarizacije od kojih su jedno na drugo okomiti, a smjer razmnožavanja je jedan Kut. Kada prolaze kroz 45° Faraday rotatora, polarizirajuće ravnine emitovane o svjetlosti i e svjetlosti se rotiraju u istom smjeru za 45°, jer je kristalna os druge LN klinate ploče P2 tačno u srodstvu s prvom. Ugao je 45°, tako da se o svjetlost i e svjetlost prelome zajedno kako bi se spojila dva paralelna svjetlosna snopa s malim razmakom, a zatim su u vlaknasto jezgro udružene s drugim kolematorom. U ovom slučaju gubi se samo mali dio ulazne optičke snage. Ovaj gubitak se zove gubitak ubačaja izolatora. ("+" u figuri označava e smjer svjetlosti)
2 Obrnuti prijenos Kao što je prikazano na (3. figura), kada se snop paralelne svjetlosti prenosi u obrnutom smjeru, prvo prolazi kroz kristal P2 i dijeli se na o svjetlost i e svjetlost čiji su smjer polarizacije i kristalna os P1 pod uglom od 45°. Zbog ne-reciprociteta Faradayevog efekta, nakon što o svjetlost i e svjetlost prođu kroz Faraday rotator, smjer polarizacije se i dalje okreće u istom smjeru (u smjeru suprotnom od kazaljke na satu) za 45°, tako da izvorna o svjetlost i e svjetlost ulaze Drugi klin (P1) postaje e-svjetlost i o-svjetlost. Zbog razlike u indeksu refrakcije, dva snopa svjetlosti se više ne mogu kombinirati u paralelni snop u P1, već refraktiran u različitim smjerovima. E-svjetlost i o-svjetlost su dalje odvojeni većim uglom, čak i nakon prolasku kroz samokoncentrirajuće objektive. Spojnica ne može ući u vlaknasta jezgra, te tako postizanje svrhe obrnute izolacije. Gubitak prijenosa u ovom trenutku se zove izolacija.
3 Tehnički parametri Za izolatore optičkog vlakna glavni tehnički pokazatelji su Gubitak umetanja, Izolacija, Gubitak povratka, Polarizacija Zavisni gubitak, Polarizacija Način raspršivanja (Polarizacija). Mode Dispersion), itd., bit će objašnjeno jedan po jedan pod .
3.1 Gubitak umetaka (Gubitak umetaka) U polarizaciji nezavisnom izolatoru vlakana, gubitak umetanja uglavnom uključuje gubitak kolajatora vlakana, Faraday rotatora i birefringentnog kristala. Za detaljnu analizu gubitka umetaka uzrokovanog kolematorom vlakana, molimo vas da se obratite na " Principi kolematora. izolatorno jezgro uglavnom se sacinjava od faraday rotatora i dva ln klinasti komadi . Što je veći omjer izumiranja Faraday rotatora, to je manja reflektivnost, a manji koeficijent apsorpcije, to je manji gubitak umetanja. Generalno, gubitak Faraday rotatora je oko 0,02~0,06dB. Može se vidjeti iz (nacilja 2) da će se nakon što snop paralelne svjetlosti prođe kroz izolatorno jezgro, podijeliti na dva paralelna snopa o i e. Zbog inherentnih karakteristika birefringentnih kristala, ne¹ne, o svjetlost i e svjetlost se ne mogu potpuno konvergirati, što uzrokuje dodatni gubitak.
3.2 Obrnuta izolacija (izolacija) Obrnuta izolacija je jedan od najvažnijih pokazatelja izolacije, koji karakterizira sposobnost atenuacije izolacije na obrnuto prijenosno svjetlo. Postoji mnogo faktora koji utiču na izolaciju izolatora, a specifična rasprava je kako slijedi.
(1) Odnos između izolacije i udaljenosti između polarizera i Faraday rotatora (2) Odnos između izolacije i površinske reflektivnosti optičkog elementa Što je veća reflektivost optičkog elementa u izolaciji, to je lošija obrnuta izolacija izolatora. U stvarnom procesu, R mora biti manji od 0,25% kako bi se osiguralo da je Iso veći od 40dB.
(3) Odnos između izolacije i klina ugla i razmaka polarizera. Birefringentni kristal je optički izolator sa itrij vanadatom (YVO4). Kada je ugao klina manji od 2°, izolacija se brzo povećava sa povećanjem ugla. Kada je klin ugao veći od 2°, promjena je mnogo manja, i približno je stabilna na oko 43,8dB. Za optičke izolacije od različitih materijala izolacija varira sa klinatim uglom. Optička izolacija malo varira sa povećanjem udaljenosti, jer izolacija uglavnom zavisi od ugla između obrnute izlazne svjetlosti i optičke osi.
(4) Odnos između izolacije i relativnog ugla kristalne osi Relativni ugao dva polarizera i kristalne osi rotatora ima najveći uticaj na izolaciju. Kada je razlika u kutu veća od 0,3 stepena, izolacija ne može biti veća od 40dB. Postoje mnogi drugi faktori, uglavnom omjer izumiranja dva polarizera, kristalne debljine itd. Da bi izolacija bila veća od 40dB, mora također učiniti: R1 i R2 jednakima, manje od 0,25%; stezač kristalne osi rascjepnika snopa Greška kuta je manja od 0. 57°, itd. Osim toga, jer u Faraday efektu, θ=VBL, V nije samo funkcija talasne dužine, već i funkcija temperature, tako da će se Faraday ugao rotacije također promijeniti s temperaturom, što je i jedan od faktora.
3.3 Povratni gubitak Povratni gubitak RL optičkog izolatora odnosi se na omjer incidenta optičke snage na izolatoru u prednjem smjeru i optičke snage koja se vraća u ulazni port izolatora duž ulazne staze. Ovo je važan pokazatelj jer je povratak jak, izolacija će biti u velikoj moći uticati. Povratni gubitak izolatora je uzrokovan neusklađenosti refraktivnog indeksa komponenti i zraka i refleksije. Obično gubitak povrata uzrokovan planarnih komponenti je 14dB
Na lijevoj i desnoj strani, eho se može izgubiti na više od 60dB kroz antireflekcioni premaz i poliranje kobila. Povratni gubitak optičkog izolatora uglavnom dolazi od njegovog kolomiraćeg optičkog puta (dakle, kolimatora dio). Prema teoretskim proračunima, kada je ugao nagiba 8°, povratni gubitak je veći od 65dB. Povratni gubitak kolejatora je analiziran u principu kolimatora, molimo vas da se obratite "Principu kolematora".
3.4 Polarizacija-zavisna gubitak PDL PDL se razlikuje od gubitka umetanje. Odnosi se na maksimalnu promjenu gubitka umetaka uređaja kada se stanje polarizacije ulaznog svjetla mijenja dok drugi parametri ostaju nepromijenjeni. To je pokazatelj koji mjeri stepen polarizacije gubitka umetaka uređaja. Za polarizaciju-nezavisni optički izolatori, zbog prisutnosti nekih komponenti koje mogu izazvati polarizaciju, nemoguće je postići nula PDL. Generalno, prihvatljiv PDL je manji od 0,2dB.
3.5 Polarizacija Način raspršivanja PMD
Polarizacija način raspršivanja PMD se odnosi na faznu kašnjenje signalne svjetlosti koja prolazi kroz uređaj u različitim stadijima polarizacije. U optički pasivnim uređajima, različiti načini polarizacije imaju različite putanje razmnožavanja i različite brzine razmnožavanja, što rezultira odgovarajućom disperzijom načina polarizacije. U isto vrijeme, jer spektar izvora svjetlosti ima određenu bandwidth, također će izazvati određenu disperciju. U brzim optiиki komunikacionim sistemima, PMD je veoma vaћan. U polarizaciji nezavisnom optičkom izolatoru, dva snopa koje generiše birefringentno kristalno polarizirano svjetlo se prenose u različitim fazama i grupnim brzinama, to jest PMD, a njegov glavni izvor je birefringentni kristal koji se koristi za odvajanje i kondicioniranje o-svjetlosti i e-svjetlosti . Može biti približena putanje razlike ΔL od dvaju liloidno polariziranih svjetlosnih snopa. Raspršivanje načina polarizacije: U izolatoru nezavisnom od polarizacije: Naravno, PMD cijelog uređaja se može dobiti računajući dužinu optičke putanje L svake komponente. NA PMD uglavnom utječe refraktivna indeksna razlika između e-svjetlosti i o-svjetlosti, te stoga ima veći odnos sa talasnom dužinom.
