在高速光通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,光波的偏振是不容忽視的一個重要因素。隨著速率的提高,光纖通訊系統(tǒng)對偏振相關(guān)損害越來越敏感。這類損害包括:光纖中的偏振模色散(PMD),無源光器件中的偏振相關(guān)損耗(PDL),電光調(diào)制器中的偏振相關(guān)調(diào)制(PDM),光放大器中的偏振相關(guān)增益(PDG),WDM濾波器中的偏振相關(guān)波長(PDW),接收機(jī)中的偏振相關(guān)響應(yīng)(PDR),傳感器和相干通訊系統(tǒng)中的偏振相關(guān)靈敏度(PDS)。擾偏技術(shù)可用來減輕偏振相關(guān)損害。
在高速光通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,光波的偏振是不容忽視的一個重要因素。隨著速率的提高,
光纖通訊系統(tǒng)對偏振
相關(guān)損害越來越敏感。這類損害包括:光纖中的偏振模色散(
PMD),無源光器件中的偏振相關(guān)損耗(
PDL),電光調(diào)制器中的偏振相關(guān)調(diào)制(
PDM),光放大器中的偏振相關(guān)增益(PDG),WDM
濾波器中的偏振相關(guān)波長(
PDW),接收機(jī)中的偏振相關(guān)響應(yīng)(
PDR),
傳感器和相干通訊系統(tǒng)中的偏振相關(guān)靈敏度(
PDS)。
擾偏技術(shù)可用來減輕偏振相關(guān)損害。一束完全偏振光,如果它的偏振態(tài)(
SOP)受到外來因素的控制,以某一個速率發(fā)生隨機(jī)變化,那么這束光就被稱為“擾偏光”。擾偏光在任何瞬時的偏振態(tài)的偏振度(DOP)都接近1。然而,從平均時間上看,它的DOP接近0。所以,擾偏光的DOP取決于平均時間取值的長度或探測器的檢測帶寬。
擾偏器的原理和特點(diǎn)
擾偏器使用偏振調(diào)制方法動態(tài)改變SOP。目前,已有一些采用不同技術(shù)的擾偏器,主要有LiNbO3(鈮酸鋰
晶體)擾偏器、諧振光纖環(huán)擾偏器和光纖擠壓擾偏器。
鈮酸鋰晶體擾偏器:利用電光效應(yīng)調(diào)制偏振態(tài)。如LiNbO3相位調(diào)制器,當(dāng)一束線偏振光與擾偏器調(diào)制電場成45度角入射的時候,它就是一個擾偏器。這種擾偏器的優(yōu)點(diǎn)是速度高,缺點(diǎn)是插入損耗高、PDL高、殘余振幅調(diào)制(動態(tài)損耗)高、輸入偏振態(tài)的不同對擾偏效果的影響大(偏振靈敏度高)、成本高。
雖然采用多個帶有不同電場方向的調(diào)制器件(圖1A)可以減小入射偏振態(tài)變化對擾偏效果產(chǎn)生的影響,但代價是增加了這種擾偏器的復(fù)雜性和成本。
諧振光纖環(huán)擾偏器:這種擾偏器的基本結(jié)構(gòu)是在可膨脹的壓電
陶瓷圓柱上纏繞光纖。對圓柱加一個電場使其膨脹,進(jìn)而由于光彈效應(yīng)引起光纖內(nèi)的雙折射,從而實(shí)現(xiàn)對光纖內(nèi)的偏振光的偏振調(diào)制。如果電場頻率與壓電圓柱體的諧振頻率一致,則這種偏振調(diào)制效率最高。在實(shí)際應(yīng)用中,同時串聯(lián)使用多個具有不同定位的光纖圓柱體可以減小擾偏器的偏振靈敏度(圖1B)。與LiNbO3擾偏器相比,膨脹光纖環(huán)擾偏器具有插入損耗低、PDL低和成本低的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是體積大、擾偏速度低和光纖拉伸導(dǎo)致的殘余相位調(diào)制大。