怎么樣才能準(zhǔn)確測量器件的PDL? 56{I`QjX  
用擾偏器消除光信息傳輸中的偏振相關(guān)損害 ~5 >[`)  
/:p8I6;  
一、偏振相關(guān)損害的種類： 6I>^Pf'ND  
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)行信息傳輸時候都會受到不同的影響，都會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。 Q7GY3X*kA  
偏振相關(guān)損害主要包括以下幾個類型： z"UPyW1?  
1 、光纖中的偏振模色散（ PMD ）， B+"g2Y  
2 、無源光器件中的偏振相關(guān)損耗（ PDL ）， HnU Et/  
3 、電光調(diào)制器中的偏振相關(guān)調(diào)制（ PDM ）， aWGon]2p  
4 、光放大器中的偏振相關(guān)增益（ PDG ）， qyyq&  
5 、 WDM 濾波器中的偏振相關(guān)波長（ PDW ）， &{z<kmc$6  
6 、接收機(jī)中的偏振相關(guān)響應(yīng)（ PDR ），  zF: j  
7 、傳感器和相干通訊系統(tǒng)中的偏振相關(guān)響應(yīng)度（ PDS ）。 f Iy]/  
消除偏振損害的一個非常有效的手段，就是使用擾偏器。 h}&b+1{X  
二、擾偏器的主要種類及工作原理 X+l'bp]Ry
 
擾偏器的工作原理，就是將通過擾偏器的偏振光，以較高的速度不斷改變其偏振態(tài)（ SOP ），從而在總體時間段里，其綜合效果失去了偏振特性。也就是說，在某一個瞬間它還是一個偏振度（ DOP ）為 1 的偏振光，但從平均時間上看，它就是一個 DOP＝ 0 的非偏振光。這個過程就叫做“擾偏”，經(jīng)過“擾偏”的光叫做“擾偏光”。 t&}6;z 3  
目前常見的擾偏器有三種類型，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。 Fm3t'^SqF  
? 鈮酸鋰晶體擾偏器： XYfv(y  
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，可以改變晶體的折射率。當(dāng)光通過晶體的時候，在晶體外加入一個不斷改變的電場，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 ）。 u #~;&D*q  
wC` R>)  
圖 1 &&7r+.Y  
因?yàn)殁壦徜嚲�體的電光效應(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)。一個主要缺點(diǎn)是插入損耗大。這是因?yàn)楣庠谕ㄟ^擾偏器的時候，需要進(jìn)行多次的從光纖到晶體的界面出入。另一個主要缺點(diǎn)是造價高。這是因?yàn)檫@種擾偏器結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，晶體器件成本也較高。 %e_"CS  
這種擾偏器還有一個缺點(diǎn)是對偏振的敏感度高（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發(fā)生變化）。當(dāng)入射光的偏振方向正好和晶體的電場方向成 45 度角的時候，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，可以采用多級晶體器件，以不同的電場角度串聯(lián)起來。但是這樣一來插入損耗更大，制作成本也成倍增加。 A'-_TFwW  
? 柱型壓電陶瓷諧振擾偏器 WG5W0T_  
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�振態(tài)的變化（圖 2）。 sbS~N*{E  
\#6Fm_b]u  
圖 2 DWm SC}{.  
電壓變化頻率與柱型壓電陶瓷產(chǎn)生諧振的情況下，這種擾偏器的工作效率最高。在實(shí)際應(yīng)用中，通常是采用多個柱型串聯(lián)使用，從而降低這種擾偏器的偏振敏感度。這是因?yàn)閱我恢�型的擾偏效果，會受到入射光初始偏振態(tài)的影響。 XUmR{A  
與鈮酸鋰晶體擾偏器相比，這種擾偏器的優(yōu)點(diǎn)是插入損耗小、偏振損耗（ PDL ）低、制作成本低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是體積大、擾偏速度低，另外，由于陶瓷柱膨脹時光纖產(chǎn)生大量的拉伸，導(dǎo)致殘余調(diào)制位相大。 d,9`<1{9  
3 、擠壓光纖型擾偏器 _0(7GE13p  
這種擾偏器的結(jié)構(gòu)，是在光纖兩側(cè)加上兩塊壓電陶瓷，壓電陶瓷通電后對光纖進(jìn)行擠壓，使光纖產(chǎn)生雙折射，從而實(shí)現(xiàn)擾偏（圖三）。 XsL#;a C  
=SBBvnPLI  
圖 3 GEe`ZhG,  
同樣，這種擾偏器通常將幾個擠壓器串聯(lián)使用，目的是排除對入射光的偏振敏感度。 6rX_-Mm6w  
這種擾偏器的驅(qū)動電壓頻率既可以是擠壓器的諧振頻率，也可以是較低頻率。與鈮酸鋰晶體擾偏器相比，它具有插入損耗和偏振相關(guān)損耗（ PDL ）小，同時制作成本低。與柱型壓電陶瓷諧振擾偏器相比，它還具有體積小、殘余調(diào)制位相低和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。另外，與上面所說的兩種擾偏器中任何一個相比，它都具有低殘余相位調(diào)制和低殘余振幅調(diào)制（動態(tài)損耗）的優(yōu)勢。低殘余相位調(diào)制在光學(xué)系統(tǒng)中對于避免干涉相關(guān)噪聲非常重要，而對于用在 PDL 和 DOP 測量儀器方面的擾偏器，對低殘余振幅調(diào)制的要求是很嚴(yán)格的。 >oJkJ$|wU  
圖四所示為通用光電公司生產(chǎn)的用于 OEM 應(yīng)用的光纖擠壓器型擾偏器板卡。 FxRXPt FK  
zp4W'8  
圖 4 L CSeOR  
三、擾偏器的性能 _MfD