一種微型寬帶光隔離器的設(shè)計(jì)

摘 要：光反饋進(jìn)入發(fā)光端后會(huì)對(duì)激光產(chǎn)生影響，縮短其壽命，并且會(huì)影響整個(gè)光通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。光隔離器則是防止反饋光的有力器件。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在的光隔離器體積越做越小，性能越來(lái)越優(yōu)良，而且成本也大幅降低，但仍沒(méi)有十分完美的產(chǎn)品。如何將所有的優(yōu)點(diǎn)整合到一起成為了今后光隔離器開(kāi)發(fā)目標(biāo)。論文重點(diǎn)介紹了微型寬帶光隔離器的設(shè)計(jì)方法。
關(guān)鍵詞：偏振無(wú)關(guān)；插入損耗；反向隔離度的

0 引言
半導(dǎo)體激光器及光放大器等對(duì)來(lái)自連接器，熔接點(diǎn)，濾波器等的反射光非常敏感，并導(dǎo)致性能惡化。因此需要用光隔離器阻止反射光。光隔離器是一種只允許光沿一個(gè)方向通過(guò)而在相反方向阻擋光通過(guò)的光無(wú)源器件。它通過(guò)光纖回波反射的光能夠被光隔離器很好的隔離，隔離度代表了光隔離器對(duì)回波隔離(阻擋)能力。光隔離器是一種非常有用的器件，通常被使用在光路中用來(lái)避免光路中的回波對(duì)光源，泵浦源以及其他發(fā)光器件造成的干擾和損害。包括偏振無(wú)關(guān)型在線式光隔離器和偏振相關(guān)小型化光隔離器。普通的偏振無(wú)關(guān)光隔離器一般都需要將光拆成o光和e光兩部分，這就必須得用到偏光分束器。常用的偏光分束器有兩種：l.雙折射楔形晶體2．平行分束的雙折射walk―off型晶體。它們有著明顯的缺點(diǎn)：前者會(huì)使o光和e光在晶體中的光程不一樣，產(chǎn)生自然偏振膜色散，必須得外加偏振膜色散補(bǔ)償片，這樣一來(lái)既增加了成本又增大了隔離器的體積。后者雖然可以使o，e光光程相同，但晶體本身體積過(guò)大，難以滿足現(xiàn)今光通信系統(tǒng)對(duì)器件小型化的要求。為此，設(shè)計(jì)了一種無(wú)需偏振膜色散補(bǔ)償片并加入1／4波片或全波片來(lái)達(dá)到擴(kuò)展帶寬目的的微型帶寬光隔離器克服了以上兩者的缺點(diǎn)，且總體性能良好。

1 原理與結(jié)構(gòu)
微型帶寬光隔離器的傳播原理
圖1表明了光在微型寬帶光隔離器中的傳播情況。先看(a)圖，這是光正向傳輸?shù)那闆r，從1到2，光經(jīng)歷了從非偏振光變成o，e兩束線偏振光，其中e光向下偏移，與o光成一定距離△L。自聚焦透鏡起擴(kuò)束準(zhǔn)直的作用，這時(shí)o，e兩束光仍保持原來(lái)的角度，當(dāng)它們通過(guò)法拉第旋光片后，其光矢量均向逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)45度。在后一個(gè)雙折晶體6中，o，e光發(fā)生了互換，且晶體6中的e光向下偏移的距離為△L，o光位置保持不變?？梢?jiàn)它們?cè)僖淮伪获詈系揭黄?，最后進(jìn)入單光纖頭7，實(shí)現(xiàn)了正向光的有效傳輸。再看圖(b)，反向光進(jìn)入晶體6后被拆成。光和e光。這是通過(guò)法拉第旋光片后它們的偏振方向正好和正向傳輸時(shí)通過(guò)法拉第旋光片后的偏振方向均成90度夾角。法拉第旋光片是非互易效應(yīng)的，所以o光和e光在雙折射薄片里均有距離為△L的偏移，且方向相反。這樣一來(lái)一共產(chǎn)生了2△L的距離差，使得o光和e光難以耦合進(jìn)入單光纖頭l，達(dá)到了反向隔離的目的?，F(xiàn)在我們可以清楚地了解到這種光隔離器不會(huì)使o光和e光產(chǎn)生光程差，自然偏振模色散
理論上就為0了，就不必再加入補(bǔ)償片了，節(jié)省了成本與體積。

微型帶寬光隔離器的結(jié)構(gòu)
圖2為這種光隔離器的結(jié)構(gòu)圖，它由一個(gè)雙折射分光準(zhǔn)直器，一個(gè)法拉第旋光片和一個(gè)雙折射合光準(zhǔn)直器組成。

其中分光準(zhǔn)直器和合光準(zhǔn)直器分別由一個(gè)單光纖頭，一個(gè)雙折射薄片和一個(gè)自聚焦透鏡組成。