Optik izolyatorning asosiy printsipi Polarizatsiya sezgir bo'lmagan tolali izolyator (Polarizatsiya sezgir bo'lmagan tolalar izolatori) polarizatsiya xususiyatlariga ko'ra polarizatsiyaga bog'liq bo'lmagan (Polarizatsiya sezgir bo'lmagan) va polarizatsiyaga bog'liq (Polarizatsiya sezgir) bo'linishi mumkin. Polarizatsiyaga bog'liq bo'lgan optik tolali izolyator orqali o'tadigan optik quvvat kirish nurining qutblanish holatiga bog'liq bo'lganligi sababli, tolalarni pigtail sifatida saqlovchi polarizatsiyadan foydalanish talab qilinadi. Ushbu optik tolali izolyator asosan izchil optik aloqa tizimlarida qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda eng ko'p ishlatiladigan optik tolali izolyator hali ham polarizatsiyaga bog'liq emas va biz faqat ushbu turdagi optik tolali izolyatorni tahlil qilamiz
1 Polarizatsiyaga bog'liq bo'lmagan tolali izolyatorning odatiy tuzilishi Nisbatan sodda tuzilish 1-rasmda keltirilgan. Ushbu strukturada faqat to'rtta asosiy element ishlatiladi: magnit halqa (Magnetic Tube), Faraday rotator (Faraday Rotator), ikkita LiNbO3 xanjar bo'laklari (LN Wedge), va bir juft tolali kollimator (Fiber Collimator), siz chiziqli optik tolali izolyator yasashingiz mumkin. 2 Asosiy ishlash printsipi Quyida optik tolali izolyatorda optik signalning oldinga va teskari uzatilishining ikkita sharti batafsil tahlil qilingan.
2.1 Oldinga uzatish (2-rasm) da ko'rsatilgandek, kollimatordan chiqariladigan parallel yorug'lik nurlari birinchi xanjar plastinka P1 ga kiradi, yorug'lik nurlari o nur va e nurga bo'linadi, ularning qutblanish yo'nalishlari bir-biriga perpendikulyar va tarqalish yo'nalishi bitta burchakdir. Ular 45 ° Faraday rotatoridan o'tayotganda, chiqarilgan nur va e yorug'likning qutblanish tekisliklari bir xil yo'nalishda 45 ° ga aylanadi, chunki ikkinchi LN xanjar plastinka P2 ning kristall o'qi birinchisiga to'liq mos keladi. Burchak 45 ° ga teng, shuning uchun u ikki nurli nurni kichik oraliq bilan birlashtirish uchun u nur va e nur sinadi va keyin boshqa kolimator yordamida tolalar yadrosiga ulanadi. Bunday holda, kirish optik quvvatining faqat kichik qismi yo'qoladi. Ushbu yo'qotish izolyatorning qo'shilishi yo'qolishi deb ataladi. (GG quot; +" rasmda e yorug'lik yo'nalishi ko'rsatilgan)
2 Teskari uzatish (3-rasm) da ko'rsatilgandek, parallel yorug'lik nuri teskari yo'nalishda uzatilganda, u avval P2 kristalidan o'tadi va qutblanish yo'nalishi va P1 ning kristall o'qi bo'lgan o nur va e nurga bo'linadi. 45 ° burchak ostida. Faraday effektining o'zaro bog'liqligi tufayli Faraday rotatoridan o yorug'lik va e nur o'tganidan so'ng, qutblanish yo'nalishi hanuzgacha o'sha yo'nalishda (rasmda soat sohasi farqli o'laroq) 45 ° ga aylantiriladi, shunda asl o yorug'lik va e yorug'lik kirib bormoqda Ikkinchi takoz (P1) elektron nurga va o-nurga aylanadi. Sinish koeffitsienti farqi tufayli endi ikki yorug lik nurlari P1 da parallel nurga birlashtirilishi mumkin emas, balki turli yo nalishlarda sinadi. Elektron yorug'lik va o-nur, hatto o'z-o'zini markazlashtiradigan linzalardan o'tgandan keyin ham katta burchak bilan ajralib turadi. Birlashma tolalar yadrosiga kira olmaydi, shu bilan teskari izolyatsiya maqsadiga erishiladi. Ayni paytda uzatish yo'qolishi izolyatsiya deb ataladi.
3 Texnik parametrlar Optik tolali izolyatorlar uchun asosiy texnik ko'rsatkichlar qo'shilish yo'qotilishi, ajratish, qaytarilish yo'qotilishi, qutblanishga bog'liq yo'qotish, qutblanish rejimining tarqalishi (qutblanish) hisoblanadi. Rejimning tarqalishi) va h.k.lar ostida birma-bir tushuntiriladi.
3.1 Kiritish yo'qotilishi (Kiritish yo'qotilishi) Polarizatsiyadan mustaqil bo'lgan tolali izolyatorda qo'shilish yo'qotilishi asosan tolalar kollimatori, Faraday rotatori va birlashtiruvchi kristalning yo'qolishini o'z ichiga oladi. Elyaf kollimatori tufayli qo'shilishning yo'qolishini batafsil tahlil qilish uchun" ga murojaat qiling; Kolimatorning tamoyillari. Izolyator yadrosi asosan Faraday rotatoridan va ikkita LN takoz qismidan iborat. Faraday rotatorining yo'q bo'lish koeffitsienti qanchalik yuqori bo'lsa, shaffoflik shunchalik past bo'ladi va assimilyatsiya koeffitsienti qanchalik kichik bo'lsa, qo'shilish yo'qotilishi shunchalik kichik bo'ladi. Odatda, Faraday rotatorining yo'qolishi taxminan 0,02 ～ 0,06 dB ni tashkil qiladi. (2-rasm) dan ko'rinib turibdiki, parallel yorug'lik nuri izolyator yadrosidan o'tgandan so'ng, u o va e ning ikkita parallel nuriga bo'linadi. Ikki sinuvchan kristallarning o'ziga xos xususiyatlari tufayli no characteristicsne, o yorug'lik va e nurlari to'liq birlasha olmaydi, bu qo'shimcha yo'qotishlarga olib keladi.
3.2 Teskari izolyatsiya (Izolyatsiya) Teskari izolyatsiya izolyatorning eng muhim ko'rsatkichlaridan biri bo'lib, izolyatorning teskari uzatish nuriga susayish qobiliyatini tavsiflaydi. Izolyatorni izolyatsiyalashga ta'sir qiluvchi ko'plab omillar mavjud va o'ziga xos munozarasi quyidagicha.
(1) Izolyatsiya va polarizator bilan Faraday rotatori orasidagi masofa (2) Izolyatsiya va optik elementning sirt aks etishi o'rtasidagi bog'liqlik Izolyatorda optik elementning aks etishi qanchalik katta bo'lsa, teskari tomon shunchalik yomon bo'ladi izolyatorning izolyatsiyasi. Haqiqiy jarayonda Iso 40dB dan yuqori bo'lishini ta'minlash uchun R 0,25% dan kam bo'lishi kerak.
(3) Izolyatsiya va xanjar burchagi va polarizatorning oralig'i o'rtasidagi bog'liqlik. Ikki sinuvchan kristal itriy vanadat (YVO4) bo'lgan optik izolyator hisoblanadi. Agar takoz burchagi 2 ° dan kam bo'lsa, burchakning oshishi bilan izolyatsiya tez o'sib boradi. Takoz burchagi 2 ° dan katta bo'lsa, o'zgarish ancha kichik bo'ladi va taxminan 43,8 dB atrofida barqaror bo'ladi. Turli xil materiallardan tayyorlangan optik izolyatorlar uchun izolyatsiya takoz burchagi bilan farq qiladi. Optik izolyatsiya masofaning oshishi bilan ozgina farq qiladi, chunki izolyatsiya asosan teskari chiqish nuri va optik o'q o'rtasidagi burchakka bog'liq.
(4) Izolyatsiya va kristall o'qining nisbiy burchagi orasidagi bog'liqlik Ikki qutblanuvchi va rotatorning kristalli o'qining nisbiy burchagi izolyatsiyaga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Burchak farqi 0,3 darajadan katta bo'lsa, izolyatsiya 40dB dan katta bo'lishi mumkin emas. Boshqa ko'plab omillar mavjud, asosan ikkita qutblantiruvchi moddalarning yo'q bo'lish koeffitsienti, kristall qalinligi va boshqalar. Izolyatsiyani 40dB dan yuqori qilish uchun quyidagilarni bajarish kerak: R1 va R2 teng, 0,25% dan kam; nurni ajratuvchi kristall o'qi qisqichi Burchakdagi xatolik 0. 57 ° dan kam va hk. Bundan tashqari, chunki Faradey effektida ph=VBL, V nafaqat to'lqin uzunligining funktsiyasi, balki haroratning ham funktsiyasi, shuning uchun Faraday burilish burchagi harorat bilan ham o'zgaradi, bu ham omillardan biridir.
3.3 Qaytish yo'qolishi Optik izolyatorning qaytarilish yo'qotilishi RL izolyatorga tushgan optik quvvatning oldinga yo'nalishdagi nisbati va kirish yo'li bo'ylab izolyatorning kirish portiga qaytadigan optik quvvatni anglatadi. Bu muhim ko'rsatkich, chunki rentabellik kuchli, Izolyatsiya katta ta'sir ko'rsatadi. Izolyatorning qaytishini yo'qotish komponentlarning sinishi ko'rsatkichi va havo va aksning mos kelmasligi tufayli yuzaga keladi. Odatda planar komponentlar tomonidan qaytariladigan yo'qotish 14dB ni tashkil qiladi
Chapda va o'ngda aksni akslantirish qoplamasi va qiya parlatish orqali 60dB dan yuqori yo'qotish mumkin. Optik izolyatorning qaytarilishi yo'qolishi asosan uning kollimatlangan optik yo'lidan (ya'ni kollimator qismi) kelib chiqadi. Nazariy hisob-kitoblarga ko'ra, nishab burchagi 8 ° ga teng bo'lganda, qaytarilish yo'qotilishi 65dB dan katta. Kollimatorning qaytarilish yo'qotilishi kollimator printsipi bo'yicha tahlil qilingan, iltimos," Collimator" ga murojaat qiling.
3.4 Polarizatsiyaga bog'liq yo'qotish PDL PDL qo'shilish yo'qolishidan farq qiladi. Bu boshqa parametrlar o'zgarishsiz qolganda kirish nurining qutblanish holati o'zgarganda qurilmaning qo'shilish yo'qolishidagi maksimal o'zgarishni anglatadi. Bu qurilmaning qo'shilish yo'qolishining qutblanish darajasini o'lchaydigan ko'rsatkich. Polarizatsiyadan mustaqil optik izolyatorlar uchun polarizatsiyaga olib kelishi mumkin bo'lgan ba'zi tarkibiy qismlar mavjudligi sababli nol PDLga erishish mumkin emas. Odatda, qabul qilinadigan PDL 0,2dB dan kam.
3.5 Polarizatsiya rejimining tarqalishi PMD
Polarizatsiya rejimining dispersiyasi PMD turli qutblanish holatlarida moslama orqali o'tadigan signal nuri fazasining kechikishini anglatadi. Optik passiv qurilmalarda har xil polarizatsiya rejimlari har xil tarqalish traektoriyalariga va har xil tarqalish tezligiga ega bo'lib, natijada mos keladigan polarizatsiya rejimi dispersiyasi hosil bo'ladi. Shu bilan birga, yorug'lik manbasining spektri ma'lum bir o'tkazuvchanlik qobiliyatiga ega bo'lganligi sababli, u ham ma'lum bir dispersiyani keltirib chiqaradi. Yuqori tezlikdagi optik aloqa tizimlarida PMD juda muhimdir. Polarizatsiyadan mustaqil optik izolyatorda ikki sinchkovlik bilan kristalli qutblangan nur hosil qilgan ikkita nur turli faza va guruh tezligida, ya'ni PMD bilan uzatiladi va uning asosiy manbai o-nur va e ni ajratish va kondensatsiya qilish uchun ishlatiladigan ikki sinuvchan kristaldir. - engil. Ikkala chiziqli qutblangan yorug'lik nurlarining ΔL yo'llar farqi bilan taxmin qilish mumkin. Polarizatsiya rejimining dispersiyasi: Polarizatsiyadan mustaqil izolyatorda: Albatta, har bir komponentning optik yo'l uzunligini L hisoblash orqali butun qurilmaning PMD-sini olish mumkin. PMD asosan elektron yorug'lik va o-nur o'rtasidagi sinish ko'rsatkichlari farqiga ta'sir qiladi va shuning uchun to'lqin uzunligi bilan katta aloqaga ega.
