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高功率光隔离器及其制作过程中的一些共性问题

2013-01-29 09:27
默菲
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  反向传输时:当一束平行光反向传输时,首先经过P2晶体,分为偏振方向与P1的晶轴各呈45o夹角的o光和e光。由于法拉第效应的非互易性,o光和e光通过法拉第旋转器后,偏振方向仍然向同一个方向旋转45°,这样原先的o光和e光在进入第二个楔角片(P1)后成了e光和o光。由于折射率的差别,这两束光在P1中再也不可能合成一束平行光,而是向不同的方向折射,e光和o光被进一步分开一个更大的角度,即使经过自聚焦透镜的耦合,也不能进入到光纤纤芯中去,从而达到了反向隔离的目的。此时的传输损耗较大,这种损耗称之为隔离器的隔离度。

  光隔离器主要技术参数

  对于光隔离器,主要的技术指标有插入损耗、反向隔离度、回波损耗、偏振相关损耗、偏振模色散等。

  (1)插入损耗(Insertion Loss):隔离器芯主要由法拉第旋转器和两片LN楔角片组成,法拉第旋转器的消光比越高、反射率越低、吸收系数越小,插入损耗就越小,一般法拉第旋转器的损耗约为0.02~0.06dB。平行光经过隔离器芯后,会分成o,e两束平行光。由于双折射晶体的固有特性,o光和e光不能完全会聚,从而也会造成附加的插入损耗。

  (2) 反向隔离度(Isolation):反向隔离度是隔离器最重要的指标之一,它表征隔离器对反向传输光的衰减能力。影响隔离器隔离度的因素有很多:

  1) 隔离度与偏振器距法拉第旋转器的距离有关;

  2) 隔离度与光学元件表面反射率的关系。隔离器中光学元件表面反射率越大,隔离器的反向隔离度就越差。实际工艺中必须使R小于0.25%,才能保证隔离度大于40 dB;

  3) 隔离度与偏振器楔角、间距有关。双折射晶体为钒酸钇(YVO4)的光隔离器,当其楔角小于2o时,隔离度随角度的增大而迅速增大,当楔角大于2o时,变化就小多了,大约稳定在43.8 dB左右。光隔离度随间距的增大而变化的幅度不大,因为隔离度主要取决于反向输出光与光轴之间的夹角;

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