Osnovno načelo optičnega izolatorja Polarizacija neobčutljivega izolatorja vlaken (Polarizacija Neobčutljivi izolator vlaken) lahko razdelimo na polarizacijo neodvisno (Polarizacija Neobčutljiva) in polarizacija odvisna (Polarizacija občutljiva) glede na polarizacije značilnosti. Ker je optična moč, ki gre skozi polarizacijo odvisen izolator optičnih vlaken, odvisna od polarizacijskega stanja vhodne svetlobe, je treba kot prašičjo repko uporabiti polarilizacijo vzdrževalna vlakna. Ta optični izolator vlaken se bo uporabljal predvsem v skladnih optičnih komunikacijskih sistemih. Trenutno je najbolj razširjen optični izolator vlaken še vedno neodvisen od polarizacije, in analiziramo le to vrsto optičnih vlaken izolator
1 Tipična struktura polarizacije neodvisnega izolatorja vlaken Razmeroma preprosta struktura je prikazana na sliki 1. Ta struktura uporablja samo štiri glavne elemente: magnetni obroč (magnetna cev), Faraday rotator (Faraday Rotator), dva LiNbO3 klinasto koščke (LN Wedge), in par vlaknin kolimatorjev (Vlaken kolimator), lahko naredite v vrsti optični izolator vlaken. 2 Osnovno delovno načelo Naslednja je podrobna analiza dveh pogojev optičnega signala naprej in obratnega prenosa v optičnem izolatorju vlaken.
2.1 Prenos naprej, kot je prikazano na sliki 2, vzporedni svetlobni žarek, ki se oddaja iz kolimatorja, vstopi v prvo klinato ploščo P1, svetlobni žarek je razdeljen na o svetlobo in e svetlobo, katere smeri polarizacije so pravokotne ena na drugo, smer razmnoževanja pa je en kot. Ko gresta skozi 45° Faradayev rotator, se polarizacijske ravnine oddajane svetlobe o in e svetlobe vrtijo v isti smeri za 45°, saj je kristalna os druge LN klinasta plošča P2 točno v primerjavi s prvo. Kot je 45°, zato se o svetloba in e svetloba lomita skupaj, da združita dva vzporedna svetlobna žarka z majhnim razmikom, nato pa jih v jedro vlaken združi še en kolimator. V tem primeru je izgubljen le majhen del vhodne optične moči. Ta izguba se imenuje izguba vstavljanja izolatorja. ("+" na sliki označuje smer svetlobe)
2 Povratni prenos Kot je prikazano na sliki 3, ko se v vzvratni smeri prenaša snop vzporedne svetlobe, najprej gre skozi kristal P2 in se deli na svetlobo in e svetlobo, katere smer polarizacije in kristalna os P1 sta pod kotom 45°. Zaradi ne vzajemnosti Faradayevega učinka se po prehodu svetlobe o in e svetlobe skozi Faradayev rotator polarizacija še vedno vrti v isti smeri (v nasprotni smeri urinega kazalca na sliki) za 45°, tako da izvirna svetloba in e svetloba vstopata Drugi klin (P1) postane e-svetloba in o-svetloba. Zaradi razlike v lomnem indeksu se svetlobna žarka ne moreta več združiti v vzporedni snop v P1, temveč se lomita v različnih smereh. E-svetloba in o-svetloba sta še naprej ločena z večjim kotom, tudi po prehodu skozi samokoncentracijo objektiv. Sklopka ne more vstopiti v jedro vlaken, s čimer se je določeval namen obratne izolacije. Izguba prenosa v tem trenutku se imenuje izolacija.
3 Tehnični parametri Za optične izolatorje vlaken so glavni tehnični kazalniki izguba vstavljanja, izoliranost, izguba vračanja, polarizacija odvisna izguba, polarizacija način disperzija (polarizacija). Način disperzije), itd., bo pojasnjeno eno za eno pod .
3.1 Izguba vstavljanja (izguba vstavljanja) V polarizaciji neodvisnem izolatorju vlaken izguba vstavljanja vključuje predvsem izgubo vlaken kolimator, Faraday rotator in birefringent kristal. Za podrobno analizo izgube vstavljanja, ki jo povzroči tržilec vlaken, glejte " Načela kolimatorja. Izolatorno jedro je v glavnem sestavljeno iz Faradayevega rotatorja in dveh LN klina . Višje kot je razmerje izumrtja faradayevega rotatorja, manjša je odbojnost in manjši koeficient absorpcije, manjša je izguba vstavljanja. Na splošno je izguba Faraday rotatorja približno 0.02~0.06dB. Iz (slika 2) je mogoče videti, da se bo po premici vzporedne svetlobe skozi izolatorno jedro razdelila na dva vzporedna žarka o in e. Zaradi neločbenih značilnosti birefringentnih kristalov se no¹ne, o svetloba in e svetloba ne morejo popolnoma zbiti, kar povzroča dodatno izgubo.
3.2 Obratna izoliranost (Izoliranost) Obratna izoliranost je eden najpomembnejših kazalnikov izolatorja, ki označuje sposobnost pritegovanja izolatorja na svetlobo za obratni prenos. Obstaja veliko dejavnikov, ki vplivajo na izoliranost izolatorja, posebna razprava pa je naslednja.
(1) Razmerje med izoliranostjo in razdaljo med polarizerjem in Faradayevim rotatorjem (2) Razmerje med izoliranostjo in površinsko odbojnostjo optičnega elementa Večja odbojnost optičnega elementa v izolatorju je slabša obratna izoliranost izolatorja. V dejanskih postopkih mora biti R manj kot 0,25 % za zagotovitev, da je iso večji od 40dB.
(3) Razmerje med izolacijo in klinnim kotom in razmikom polarizerja. Birefringentni kristal je optični izolator z itrijevim vanadatom (YVO4). Ko je kot klina manjši od 2°, se izola hitro poveča s povečanjem kota. Ko je kot klina večji od 2°, je sprememba precej manjša in je približno stabilna pri približno 43,8dB. Za optične izolatorje, izdelane iz različnih materialov, se izoliranost razlikuje s kotom klina. Optična izola se s povečanjem razdalje malo razlikuje, saj je izolovanje odvisno predvsem od kota med vzvratno izhodno svetlobo in optično osjo.
(4) Razmerje med izolacijo in relativnim kotom kristalne osi Relativni kot dveh polarizerjev in kristalne osi rotatorja ima največji vpliv na izolo. Ko je razlika kota večja od 0,3 stopinje, izola ne more biti večja od 40dB. Obstaja veliko drugih dejavnikov, predvsem razmerje izumrtja dveh polarizerjev, kristalne debeline itd. Da bi bila izola večja od 40dB , mora biti enaka tudi: R1 in R2, manj kot 0,25%; cepitev kristalne osi snop, kotna napaka je manjša od 0. 57°, itd. Poleg tega, ker v Faradayjevem učinku θ=VBL, V ni samo funkcija valovne dolžine, ampak tudi funkcija temperature, zato se bo s temperaturo spremenil tudi Faradayjev kot vrtenja, ki je tudi eden od dejavnikov.
3.3 Povratna izguba RL povratne izgube optičnega izolatorja se nanaša na razmerje med incidentom optične moči na izolatorju v smeri naprej in optično močjo, ki se vrača v vhodno pristanišče izolatorja po vhodni poti. To je pomemben kazalnik, ker je vrnitev močna, bo zelo prizadeta samota. Povratna izguba izolatorja je posledica neuskladnosti lomnega indeksa sestavnih delov ter zraka in odseva. Običajno je izguba donosa, ki jo povzročijo planarni sestavni deli, 14dB
Na levi in desni strani lahko odmev izgubimo na več kot 60dB s protireflekcijnim premazom in poliranje pokošja. Povratna izguba optičnega izolatorja izvira predvsem iz njegove trčen optične poti (to je del kolimatorja). Po teoretičnih izračunih, ko je naklonski kot 8°, je povratna izguba večja od 65dB. Povratna izguba kolimatorja je bila analizirana v načelu kolimatorja, glejte "Načelo kolimatorja".
3.4 Izguba PDL PDL, odvisna od polarizacije, se razlikuje od izgube vstavljanja. Nanaša se na največjo spremembo izgube vstavljanja naprave, ko se stanje polarizacije vhodne svetlobe spremeni, medtem ko ostali parametri ostanejo nespremenjeni. To je kazalnik, ki meri stopnjo polarizacije izgube vstavljanja naprave. Za polarizacijo neodvisne optične izolatorje, zaradi prisotnosti nekaterih komponent, ki lahko povzročijo polarizacijo, je nemogoče doseči nič PDL. Na splošno je sprejemljiv PDL manjši od 0,2dB.
3.5 Polarizacija Način disperzije PMD
Polarizacija način disperzija PMD se nanaša na fazno zamudo signalne svetlobe, ki gre skozi napravo v različnih polarizacijskih stališčih. V optičnih pasivnih napravah imajo različni načini polarizacije različne poti razmnoževanja in različne hitrosti razmnoževanja, kar ima za posledico ustrezno polarizacijo način disperzije. Obenem, ker ima spekter svetlobnega vira določeno pasovno širino, bo povzročil tudi določeno disperzijo. V hitrih optičnih komunikacijskih sistemih je PMD zelo pomemben. V optičnem izolatorju, neodvisnem od polarizacije, se dva žarka, ki jih ustvarja birefringentna kristalizirana polarizirana svetloba, prenašata pri različnih fazah in skupinskih hitrostih, to je PMD, njegov glavni vir pa je birefringentni kristal, ki se uporablja za ločevanje in zgostitev o-svetlobe in e-svetlobe. Lahko ga približimo s potno razliko ΔL dveh linearno polariziranih svetlobnih snopov. Polarizacija način disperzije: V polarizaciji neodvisnem izolatorju: Seveda lahko PMD celotne naprave dobimo z izračunom optične dolžine poti L vsake komponente. PMD vpliva predvsem na razliko ognjevnega indeksa med e-svetlobo in o-svetlobo, zato ima večji odnos z valovno dolžino.
