光纖通信幻燈片常用光無(wú)源器件

1、關(guān)于光纖通信幻燈片常用光無(wú)源器件哈爾濱工業(yè)大學(xué)第1頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四第四章 常用光無(wú)源器件的目錄4.1光纖連接器4.2光纖耦合器4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器4.4光開(kāi)關(guān)4.5光隔離器及光環(huán)形器2014-7-142第2頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四概述 光纖通信中所用的光器件可分成光有源器件和光無(wú)源器件兩大類。二者的區(qū)別在于器件在實(shí)現(xiàn)本身功能的過(guò)程中，其內(nèi)部是否發(fā)生光電能量轉(zhuǎn)換。若出現(xiàn)光電能量轉(zhuǎn)換，則稱其為有源光器件；若未出現(xiàn)光電能量轉(zhuǎn)換，即便也需要一些電信號(hào)的介入，均稱為光無(wú)源器件。光無(wú)源器件有多種分類方法，目前最常用的是按功能分類。

2、按照器件在光纖傳輸路上所發(fā)揮的功能可分為光隔離器、光纖連接器、光合/分路器光耦合器、光開(kāi)關(guān)、光衰減器以及光極化控制器、光環(huán)形器、濾波器等。 本章主要介紹目前常用的光無(wú)源器件的結(jié)構(gòu)、工作原理及特性參數(shù)。2014-7-143第3頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光纖連接器 光纖連接器可分為：固定連接器、活動(dòng)連接器、多模光纖連接器、單模光纖連接器等。光纖連接器的結(jié)構(gòu)與種類固定連接器又稱為固定接頭或接線子，是使一對(duì)或幾對(duì)光纖之間形成永久性的連接，不一定要求重復(fù)使用，但要求損耗低，后向反射光小，操作簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定。制作固定接頭的方法有熔接法、V形槽法、毛細(xì)管法、套管法等，這些

3、方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，都能制作出滿足工程需要的固定接頭。我國(guó)光纖干線中，熔接法用得最多。2014-7-144第4頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光纖連接器活動(dòng)連接器定義：光纖(纜)活動(dòng)連接器是實(shí)現(xiàn)光纖(纜)之間活動(dòng)連接的光無(wú)源器件，它還具有將光纖(纜)與其他無(wú)源器件、光纖(纜)與系統(tǒng)和儀表進(jìn)行活動(dòng)連接的功能。 是光纖應(yīng)用領(lǐng)域中不可缺少的、應(yīng)用最廣光無(wú)源器件之一。(1)套管結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工技術(shù)能夠達(dá)到要求的精度，因而得到廣泛應(yīng)用。FC、SC、D4等型號(hào)的連接器均采用這種結(jié)構(gòu)。2014-7-145第5頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光

4、纖連接器(2)雙錐結(jié)構(gòu)利用錐面定位，此結(jié)構(gòu)由AT&T創(chuàng)立和采用。(3)V形槽結(jié)構(gòu)將兩個(gè)插針?lè)湃隫形槽基座中，再用蓋板將插針壓緊，利用對(duì)準(zhǔn)原理使纖芯對(duì)準(zhǔn)，精度較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)量多。2014-7-146第6頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光纖連接器(4)球面定心結(jié)構(gòu)兩根插針插入基座，球面與錐面接合將纖芯對(duì)準(zhǔn)，并保證纖芯之間的間距控制在要求的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)巧妙，但零件形狀復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大。(5)透鏡耦合結(jié)構(gòu)又稱遠(yuǎn)場(chǎng)耦合，結(jié)構(gòu)分球透耦合結(jié)構(gòu)和自聚焦透鏡耦合結(jié)構(gòu)兩種，降低了加工的精度要求，容易實(shí)現(xiàn)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、元件多、損耗大。2014-7-147第7頁(yè)，共50

5、頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光纖連接器光纖連接器特性參數(shù) 評(píng)價(jià)一個(gè)光纖連接器的主要性能指標(biāo)有4個(gè)，即插入損耗、回波損耗、重復(fù)性和互換性。插入損耗是指光纖中的光信號(hào)通過(guò)活動(dòng)連接器后，其輸出光功率相對(duì)輸入光功率的比率的分貝數(shù)，表達(dá)式為：式中： 為連接器插入損耗； 為輸入端的光功率； 為輸出端光功率。對(duì)于多模光纖連接器來(lái)講，注入的光功率應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)穩(wěn)模器，濾去高次模，使光纖中的模式為穩(wěn)態(tài)分布，這樣才能準(zhǔn)確地衡量連接器的插入損耗。2014-7-148第8頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光纖連接器插入損耗的補(bǔ)充：造成損耗的原因(1)橫向錯(cuò)位對(duì)于多模階躍折

6、射率光纖來(lái)說(shuō)，假定纖心橫截面內(nèi)光功率均勻分布，纖心的橫向?qū)?zhǔn)差錯(cuò)損耗僅由發(fā)射光纖和接收光纖纖心的不重疊部分決定，如下圖所示：耦合效率是重疊面積(陰影部分)與纖心面積的比值，可以計(jì)算出耦合效率為： 式中，反余弦函數(shù)的單位是弧度。相應(yīng)的以分貝為單位計(jì)算的損耗為：2014-7-149第9頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.1光纖連接器(1)橫向錯(cuò)位SI(階躍型)單模光纖和拋物線折射率單模光纖的連接損耗為：式中， 是光斑尺寸，計(jì)算公式為：例題：對(duì)于多模階躍折射率光纖來(lái)說(shuō)，假設(shè)纖心直徑均為50微米，要求耦合損耗小于1dB，試問(wèn)允許的軸向位移是多少？并重復(fù)計(jì)算耦合損耗為0.5dB和

7、0.1dB的情況。例題：某一單模玻璃光纖 ， ， ，相對(duì)橫向偏移值從0到5um，工作波長(zhǎng)為1.3um和1.55um，繪出損耗與偏移之間的曲線。，1.2V2)耦合器、樹(shù)形(1xN，N2)耦合器；從工作帶寬的角度劃分：分為單工作窗口的窄帶耦合器或標(biāo)準(zhǔn)耦合器(Standard Coupler，SC)、單工作窗口的寬帶耦合器、雙工作窗口的寬帶耦合器；從傳導(dǎo)模式劃分：分為多模耦合器和單模耦合器。2014-7-1416第16頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器2014-7-1417第17頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器光纖耦合器的

8、結(jié)構(gòu)與原理制作方法 分立光學(xué)元件組合型、全光纖型、平面波導(dǎo)型。其中屬于全光纖型的光纖熔融拉錐法因?yàn)榫哂懈鞣N優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前光耦合器的主要制作方法。熔融拉錐法 將兩根(或兩根以上)除去涂覆層的光纖以一定的方式靠攏，在高溫加熱下熔融，同時(shí)向兩側(cè)拉伸，最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳輸光功率耦合的一種方法。2014-7-1418第18頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器2014-7-1419第19頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器熔融拉錐法的工作原理 入射光功率在雙錐體結(jié)構(gòu)的耦合區(qū)發(fā)生功率再分配,一部分光功率從“

9、直通臂”繼續(xù)傳輸，另一部分則由“耦合臂”傳到另一光路。單模耦合器和多模耦合器具有完全不同的耦合機(jī)理。(1)熔融拉錐型單模光纖耦合器 光纖歸一化頻率先減小，然后增加包層為芯，空氣為包層構(gòu)成新波導(dǎo)光功率以特定比例“捕獲”。2014-7-1420第20頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器(2)熔融拉錐型多模光纖耦合器 較高階模式被捕獲，獲得耦合光功率；低階模不參與耦合，只能從直通臂輸出；改進(jìn)后的工藝保證了直通臂和耦合臂的輸出模式一致。光纖耦合器的特性參數(shù)特性參數(shù) 光纖耦合器除了具有光無(wú)源器件的一般技術(shù)術(shù)語(yǔ)外，還有一些體現(xiàn)自身特點(diǎn)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)：插入損耗，附加損耗，分光

10、比，方向性，均勻性，偏振光損耗，隔離度2014-7-1421第21頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器(1)插入損耗 定義為指定輸出端口的光功率相對(duì)全部輸入光功率的減小值。該值通常以分貝表示，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其中，ILi是第i個(gè)輸出端口的插入損耗； 是第i個(gè)輸出端口測(cè)到的光功率值； 是輸入端的光功率值。(2)分光比 是光耦合器所特有的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，定義為耦合器各輸出端口的輸出功率相對(duì)輸出總功率的百分比，在具體應(yīng)用中常用數(shù)字表達(dá)式表示為：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)X形耦合器，1:1或50:50代表了同樣的分光比，即輸出為均分的器件。2014-7-1422第22頁(yè)，共50頁(yè)，2022年

11、，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器(3)附加損耗 定義為所有輸出端口的光功率總和相對(duì)于全部輸入光功率的減小值。該值以分貝表示的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：應(yīng)特別指出的是，光纖耦合器的附加損耗是體現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的指標(biāo)，反映的是器件制作過(guò)程帶來(lái)的固有損耗；而插入損耗則表示的是各個(gè)輸出端口的輸出功率狀況，不僅有固有損耗的因素，而且也有分光比的影響。因此，不同類型的光纖耦合器之間，插入損耗的差異，并不能 反映器件制作質(zhì)量的優(yōu)劣。2014-7-1423第23頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器(4)方向性 也是光耦合器所特有的一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，它是衡量器件定向傳輸性的

12、參數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)X形耦合器為例，方向性定義為在耦合器正常工作時(shí)，輸入端非注入光端口的輸出光功率與總注入光功率的比值，以分貝為單位的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中：Pin1代表總注入光功率； Pin2代表輸入端非注入光端口的輸出光功率。(5)偏振相關(guān)損耗 是衡量器件性能對(duì)于傳輸光信號(hào)的偏振態(tài)的敏感程度的參量。它是指當(dāng)傳輸光信號(hào)的偏振態(tài)發(fā)生360o變化時(shí)，器件各輸出端口插入損耗的最大變化量，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，光信號(hào)的偏振態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化，因此為了不影響器件的使用效果，往往要求器件有足夠小的偏振損耗。2014-7-1424第24頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.2光纖耦合器(6)返回?fù)p耗輸入端口的反

13、射功率與輸入總功率的比值：以22的X形耦合器為例，說(shuō)明它的各參數(shù)。2014-7-1425第25頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器波分復(fù)用/解復(fù)用器概述光波分復(fù)用器是對(duì)光波波長(zhǎng)進(jìn)行分離與合成的光無(wú)源器件。具有廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)波分復(fù)用器與解復(fù)用器共同的要求是：復(fù)用信道數(shù)量要足夠多、插入損耗小、串音衰減大和通帶范圍寬。波分復(fù)用器與波分解復(fù)用器的不同點(diǎn)在于：復(fù)用器的插入損耗一般比較大。解復(fù)用器要求如下：給定工作波長(zhǎng)應(yīng)具有最低的插入損耗；其他端口對(duì)該光信號(hào)應(yīng)具有理想隔離；2014-7-1426第26頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4

14、.3波分復(fù)用/解復(fù)用器波分復(fù)用/解復(fù)用器的原理與分類光復(fù)用器和解復(fù)用器可分為波長(zhǎng)選擇性和非波長(zhǎng)選擇性兩種，如下圖所示，下面只介紹廣泛應(yīng)用的光波分復(fù)用系統(tǒng)的器件制造方法和原理。2014-7-1427第27頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器1.光柵型是近年發(fā)展起來(lái)的，常用來(lái)制作波分復(fù)用器的主要分光元件。原理：入射光射到光柵表面，不同波長(zhǎng)的衍射角不同，就可以使不同的光送到不同的光纖中去。器件更緊湊、小巧，具有良好的溫度特性，可滿足工程需要。2014-7-1428第28頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器2.波導(dǎo)

15、陣列光柵型 下圖是一種波導(dǎo)陣列光柵型波分復(fù)用器件，它由輸入、輸出波導(dǎo)、空間耦合器和波導(dǎo)陣列光柵構(gòu)成。 原理：空間耦合器的作用是將各種波長(zhǎng)的輸入信號(hào)，通過(guò)空間耦合器進(jìn)入陣列波導(dǎo)輸入端，由于陣列波導(dǎo)是由若干條其光程差為 的波導(dǎo)構(gòu)成，根據(jù)衍射理論，在波導(dǎo)陣列光柵輸出端，按波長(zhǎng)長(zhǎng)短順序排列輸出，并通過(guò)空間耦合器傳輸?shù)较鄳?yīng)的輸出波導(dǎo)端口，達(dá)到分波的目的。2014-7-1429第29頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器3.光纖光柵 是利用光纖制造中的缺陷，用紫外光照射，使得光纖纖芯折射率分布呈周期性變化，在滿足布拉格光柵條件的波長(zhǎng)上全反射，而其余波長(zhǎng)通過(guò)的是一種

16、全光纖陷波濾波器。光纖布拉格光柵制作方法一般分為干涉法相位掩膜板法及逐點(diǎn)寫(xiě)入法。2014-7-1430第30頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器波分復(fù)用/解復(fù)用器的特性1.中心波長(zhǎng)(或通帶) 是由設(shè)計(jì)、制造者根據(jù)相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶋H應(yīng)用要求選定的。密集型波分復(fù)用器ITU-T規(guī)定在1550nm區(qū)域，1552.52nm為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。其他波長(zhǎng)規(guī)定間隔100G(0.8nm)，50G(0.4nm)等，或取其整數(shù)倍作復(fù)用波長(zhǎng)。2.中心波長(zhǎng)工作范圍 對(duì)于每一工作通道，器件必須給出一個(gè)適應(yīng)于光源譜寬的范圍。該參 數(shù)限定了我們所選用的光源(LED或LD)的譜寬

17、寬度及中心波長(zhǎng)位置。它以1.0nm表示或者是以平均信道之間間隔的10%表示。2014-7-1431第31頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器3.中心波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的最小插入損耗：式中： 代表波長(zhǎng)為 的光束在輸出端的光功率； 代表波長(zhǎng)為 的光束在輸入端合路信號(hào)中的光功率。該參數(shù)是衡量解復(fù)用器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，越小越好，可以用輸入端到N個(gè)輸出端的各信道的波長(zhǎng)插入損耗關(guān)系曲線來(lái)表達(dá)。以小于“X“dB表示。2014-7-1432第32頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器4.相鄰信道之間串音耦合最大值式中： 代表波長(zhǎng)為 的光

18、束在輸出端串?dāng)_到 的輸出端口處的光功率； 代表波長(zhǎng)為 的光束在輸入端口處的光功率。該參數(shù)是衡量解復(fù)用器的另一項(xiàng)重要指標(biāo)。數(shù)字通信中一般大于30dB，模擬通信中則應(yīng)大于50dB。以大于”Y”dB表示。5.偏振相關(guān)損耗 偏振相關(guān)損耗是指光信號(hào)以不同的偏振狀態(tài)輸入時(shí)(如線偏振、圓偏振、橢圓偏振)，對(duì)應(yīng)輸出端口插入損耗最大變化量。2014-7-1433第33頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器2014-7-1434第34頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器2014-7-1435第35頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月2

19、0日，9點(diǎn)43分，星期四4.3波分復(fù)用/解復(fù)用器2014-7-1436第36頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.4光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān)概述是光纖通信系統(tǒng)重要的光器件，隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)據(jù)通信和密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的應(yīng)用，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)可靠、靈 活的網(wǎng)管產(chǎn)生了強(qiáng)烈的需求。DWDM城域網(wǎng)和接入網(wǎng)應(yīng)用對(duì)具有插/分和交換功能的光開(kāi)關(guān)的需求更加迫切。光開(kāi)關(guān)的主要任務(wù)是切換光路，下 圖是1X2光開(kāi)關(guān)切換光路的示意圖。2014-7-1437第37頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.4光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān)的種類光開(kāi)關(guān)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式可分為機(jī)械式光開(kāi)關(guān)和非機(jī)械

20、式光開(kāi)關(guān)，根據(jù)工作原理可分為機(jī)械式光開(kāi)關(guān)、液晶光開(kāi)關(guān)、電光式光開(kāi)關(guān)和熱光式光開(kāi)關(guān)系統(tǒng)對(duì)光開(kāi)關(guān)的要求歸納為：小的串音、小的消光比、低的插入損耗、小的驅(qū)動(dòng)電流(或電流)、無(wú)極化依賴性、與光纖有高的耦合效率、緊湊的器件尺寸、根據(jù)需求而定的開(kāi)關(guān)速度和頻率帶寬。2014-7-1438第38頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.4光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān)的特性參數(shù)1.插入損耗是指輸入與輸出端口之間光功率的減少，以分貝來(lái)表示：式中： 為進(jìn)入輸入端的光功率； 為輸出端接收的光功率2.隔離度是指兩個(gè)相隔離輸出端口光功率的比值，以分貝來(lái)表示：式中： 為開(kāi)關(guān)的兩個(gè)隔離端口(nm )；Pin 是光從i 端口

21、輸入時(shí)n 端口的輸出功率，Pi是輸入端口i 的光功率。輸入端口為i，輸出端口為m，n輸入端口i 與m 端口接通（CT,crosstalk）2014-7-1439第39頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.4光開(kāi)關(guān)3.回波損耗也稱反射損耗或反射率，是指從輸入端返回的光功率與輸入光功率的比值，以分貝表示：式中： 為進(jìn)入輸入端的光功率； 為輸入端口接收到的返回光功率。4.遠(yuǎn)端串?dāng)_是指光開(kāi)關(guān)的接通端口的輸出光功率與串入另一端口的輸出光功率的比值。表達(dá)式為：2014-7-1440第40頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.4光開(kāi)關(guān)5.遠(yuǎn)端串?dāng)_ 是指當(dāng)其他端口接

22、終端匹配，連接的端口與另一個(gè)名義上是隔離的端口的光功率之比。6.消光比是兩個(gè)端口處于導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)的插入損耗之差。式中： 為n，m端口導(dǎo)通時(shí)的插入損耗； 為兩個(gè)端口非導(dǎo)通時(shí)的插入損耗。7.開(kāi)關(guān)時(shí)間是指開(kāi)關(guān)端口從某一初始狀態(tài)轉(zhuǎn)為通或斷所需的時(shí)間，開(kāi)關(guān)時(shí)間從開(kāi)關(guān)上施加或撤去轉(zhuǎn)換能量的時(shí)刻算起。2014-7-1441第41頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.5光隔離器及光環(huán)行器光隔離器的定義及原理互易器件：允許雙向光通行，即輸入光與輸出光可以互換的無(wú)源器件。光隔離器：是一種光單向傳輸?shù)姆腔ヒ仔云骷?，即光的單向器。光隔離器的用途：主要用在激光器或光放大器的后面，以防止來(lái)自連接

23、器、熔接點(diǎn)、濾波器等的反射光影響激光器或放大器的穩(wěn)定性。法拉第旋轉(zhuǎn)器：用旋光材料制成法拉第旋轉(zhuǎn)器，是通過(guò)它的光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)一定角度，且旋轉(zhuǎn)方向與光傳播方向無(wú)關(guān)。光隔離器的工作原理：是基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性。光隔離器的組成：起偏器、檢偏器、法拉第旋轉(zhuǎn)器三部分。各部分作用：起偏器允許垂直偏振光順利通過(guò)；檢偏器允許45o方向上的偏振光順利通過(guò)；法拉第旋轉(zhuǎn)器使通過(guò)它的光的偏振方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45o單模光纖隔離器的特點(diǎn)：是隔離器的工作與入射光的偏振態(tài)有關(guān)，即必須是垂直偏振。單模光纖隔離器的組成2014-7-1442第42頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.5光隔離器及光環(huán)行器光隔

24、離器的工作過(guò)程當(dāng)入射光從左向右傳輸時(shí)，由于單模光纖傳輸光的偏振態(tài)與起偏器的透振方向一致，故入射光無(wú)損地通過(guò)起偏器。由于法拉第旋轉(zhuǎn)器的作用，使光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)到45o方向上，由于檢偏器的透振方向也在45o方向上，于是經(jīng)過(guò)法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)45o后的光能順利通過(guò)檢偏器，這樣，正向傳輸入射光無(wú)損地通過(guò)隔離器。當(dāng)反射波向反方向傳輸時(shí)，由于檢偏器的透振方向?yàn)?5o，只允許45o方向的偏振光通過(guò)檢偏器，其余偏振態(tài)的光全部被檢偏器阻止。通過(guò)檢偏器的光被法拉第旋轉(zhuǎn)器再旋轉(zhuǎn)45o，便成為水平偏振光，該偏振態(tài)光被起偏器阻止，這樣就阻止了反方向光的傳輸。2014-7-1443第43頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.5光隔離器及光環(huán)行器單模光纖隔離器的工作原理2014-7-1444第44頁(yè)，共50頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)43分，星期四4.5光隔離器及光環(huán)行器實(shí)用型光隔離器的結(jié)構(gòu)下圖是一個(gè)實(shí)用型的光隔離器。它是由兩個(gè)空間分離偏振器、法拉第旋轉(zhuǎn)器和一個(gè)半波片組成?？臻g分離偏振器(SWP)：讓垂直分量直線通過(guò)，而水平分量偏折通過(guò)，且偏折方向和光傳輸方向無(wú)關(guān)。其作用是將入射的任意偏振態(tài)的光分解為水平和垂直的兩個(gè)正交偏振分量，或者水平和垂直的兩個(gè)正交偏振分量合成某一偏振光。法拉第旋轉(zhuǎn)器：能使