| 綿陽(yáng)超光通信 |
2014-01-17 10:08 |
怎么樣才能準(zhǔn)確測(cè)量器件的PDL?
用擾偏器消除光信息傳輸中的偏振相關(guān)損害 a \vf{2
一、偏振相關(guān)損害的種類： @iUzRsl
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。 ]~8bh*,=
偏振相關(guān)損害主要包括以下幾個(gè)類型： qh0)~JL4
1 、光纖中的偏振模色散（ PMD ）， NUH;GMj,,
2 、無(wú)源光器件中的偏振相關(guān)損耗（ PDL ）， C-qsyJgZ y
3 、電光調(diào)制器中的偏振相關(guān)調(diào)制（ PDM ）， nen6!bw4
4 、光放大器中的偏振相關(guān)增益（ PDG ）， |/arxb&
5 、 WDM 濾波器中的偏振相關(guān)波長(zhǎng)（ PDW ）， ~D @ V@sX
6 、接收機(jī)中的偏振相關(guān)響應(yīng)（ PDR ）， k(=\& T
7 、傳感器和相干通訊系統(tǒng)中的偏振相關(guān)響應(yīng)度（ PDS ）。 tA#X@HIE
消除偏振損害的一個(gè)非常有效的手段，就是使用擾偏器。 H24g+<Tv
二、擾偏器的主要種類及工作原理 PZNo.0M70
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”。 rRcfZZ~` M
目前常見(jiàn)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。 FvG9PPd
? 鈮酸鋰晶體擾偏器： 98Srn63O
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 ）。 Mn>dI@/gM
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圖 1 |rdG+ >
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。 z(.$>O&6H
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。 ?M Kf=! w
? 柱型壓電陶瓷諧振擾偏器 K blOP{I
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）。 ^Q!:0D*
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圖 2 {N)\It
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(gè)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)閱我恢偷臄_偏效果，會(huì)受到入射光初始偏振態(tài)的影響。 Ez?vJD d
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(shí)光纖產(chǎn)生大量的拉伸，導(dǎo)致殘余調(diào)制位相大。 gK(E0p"
3 、擠壓光纖型擾偏器 x)"=*Jj
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(duì)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）。 W{ eu_
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