ऑप्टिकल आइसोलेटर ध्रुवीकरण-असंवेदनशील फाइबर आइसोलेटर (Polarization Insensitive Fiber Isolator) के मूल सिद्धांत को ध्रुवीकरण-स्वतंत्र (Polarization Insensitive) और ध्रुवीकरण-निर्भर (Polarization Sensitive) में ध्रुवीकरण विशेषताओं के अनुसार विभाजित किया जा सकता है। चूंकि ध्रुवीकरण पर निर्भर ऑप्टिकल फाइबर आइसोलेटर के माध्यम से गुजरने वाली ऑप्टिकल शक्ति इनपुट प्रकाश के ध्रुवीकरण की स्थिति पर निर्भर करती है, इसलिए फाइबर के रूप में फाइबर को बनाए रखने वाले ध्रुवीकरण का उपयोग करना आवश्यक है। इस ऑप्टिकल फाइबर आइसोलेटर का उपयोग मुख्य रूप से सुसंगत ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में किया जाएगा। वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ऑप्टिकल फाइबर आइसोलेटर अभी भी ध्रुवीकरण-स्वतंत्र है, और हम केवल इस प्रकार के ऑप्टिकल फाइबर आइसोलेटर का विश्लेषण करते हैं
1 ध्रुवीकरण-स्वतंत्र फाइबर आइसोलेटर की विशिष्ट संरचना एक अपेक्षाकृत सरल संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है। यह संरचना केवल चार मुख्य तत्वों का उपयोग करती है: चुंबकीय रिंग (चुंबकीय ट्यूब), फैराडे रोटेटर (फैराडे रोटेटर), दो LiNbO3 तारों के टुकड़े (एलएन वेज), और फाइबर collimators (फाइबर Collimator) की एक जोड़ी, आप एक ऑप्टिकल फाइबर आइसोलेटर लाइन बना सकते हैं। 2 मूल कार्य सिद्धांत निम्नलिखित ऑप्टिकल फाइबर विभाजक में ऑप्टिकल सिग्नल फॉरवर्ड और रिवर्स ट्रांसमिशन की दो स्थितियों का एक विस्तृत विश्लेषण है।
2.1 फॉरवर्ड ट्रांसमिशन (चित्र 2) में दिखाया गया है, कोलाइटर से निकलने वाली समानांतर प्रकाश पुंज पहली पच्चर प्लेट P1 में प्रवेश करती है, प्रकाश किरण को ओ प्रकाश और ई प्रकाश में विभाजित किया जाता है, जिसके ध्रुवीकरण निर्देश एक दूसरे के लंबवत होते हैं, और प्रसार दिशा एक कोण है। जब वे 45 ° फैराडे रोटेटर से गुजरते हैं, तो उत्सर्जित ओ प्रकाश और ई प्रकाश के ध्रुवीकरण विमान एक ही दिशा में 45 ° से घूमते हैं, क्योंकि दूसरे एलएन वेज प्लेट पी 2 का क्रिस्टल अक्ष पहले वाले के सापेक्ष है। कोण 45 ° है, इसलिए ओ प्रकाश और ई प्रकाश को एक छोटे से रिक्ति के साथ दो समानांतर प्रकाश किरणों को संयोजित करने के लिए एक साथ अपवर्तित किया जाता है, और फिर फाइबर कोर में एक और कोलिमर द्वारा युग्मित किया जाता है। इस मामले में, इनपुट ऑप्टिकल पावर का केवल एक छोटा हिस्सा खो जाता है। इस नुकसान को आइसोलेटर का सम्मिलन नुकसान कहा जाता है। (GG quot; +" आकृति में ई प्रकाश दिशा को इंगित करता है)
2 रिवर्स ट्रांसमिशन जैसा कि (चित्र 3) में दिखाया गया है, जब समानांतर प्रकाश की किरण को रिवर्स दिशा में प्रेषित किया जाता है, तो यह पहले पी 2 क्रिस्टल से गुजरता है और ओ लाइट और ई लाइट में विभाजित होता है जिसकी ध्रुवीकरण दिशा और पी 1 के क्रिस्टल अक्ष होते हैं। 45 ° के कोण पर। फैराडे प्रभाव की गैर-पारस्परिकता के कारण, फैराडे रोटेटर के माध्यम से ओ लाइट और ई लाइट पास होने के बाद, ध्रुवीकरण दिशा को अभी भी उसी दिशा में घुमाया जाता है (आंकड़ा में वामावर्त), ताकि मूल ओ प्रकाश और ई प्रकाश प्रवेश कर रहे हैं दूसरा पच्चर (P1) ई-प्रकाश और ओ-प्रकाश बन जाता है। अपवर्तक सूचकांक में अंतर के कारण, प्रकाश के दो बीमों को अब पी 1 में समानांतर बीम में जोड़ा नहीं जा सकता है, लेकिन विभिन्न दिशाओं में अपवर्तित किया गया है। स्व-केंद्रित लेंस से गुजरने के बाद भी ई-लाइट और ओ-लाइट को एक बड़े कोण से अलग किया जाता है। युग्मन फाइबर कोर में प्रवेश नहीं कर सकता है, इस प्रकार रिवर्स अलगाव के उद्देश्य को प्राप्त कर सकता है। इस समय संचरण हानि को अलगाव कहा जाता है।
3 ऑप्टिकल फाइबर आइसोलेटर्स के लिए तकनीकी पैरामीटर, मुख्य तकनीकी संकेतक हैं इंसर्शन लॉस, अलगाव, रिटर्न लॉस, पोलराइजेशन डिपेंडेंट लॉस, पोलराइजेशन मोड डिस्पर्स (पोलराइजेशन)। मोड फैलाव), आदि, एक के तहत एक द्वारा समझाया जाएगा।
3.1 सम्मिलन हानि (सम्मिलन हानि) ध्रुवीकरण-स्वतंत्र फाइबर आइसोलेटर में, सम्मिलन हानि में मुख्य रूप से फाइबर कोलाइमर, फैराडे रोटेटर और बाइरफ्रेन्गेंट क्रिस्टल की हानि शामिल है। फाइबर कोलाइमर के कारण होने वाले सम्मिलन के नुकसान के विस्तृत विश्लेषण के लिए, कृपया जीजी उद्धरण देखें; Collimator के सिद्धांत। आइसोलेटर कोर मुख्य रूप से एक फैराडे रोटेटर और दो एलएन वेज टुकड़ों से बना होता है। फैराडे रोटेटर का विलुप्त होने का अनुपात जितना अधिक होता है, परावर्तितता उतनी ही कम होती है, और अवशोषण गुणांक जितना छोटा होता है, प्रविष्टि का नुकसान उतना ही कम होता है। आम तौर पर, एक फैराडे रोटेटर का नुकसान लगभग 0.02 d 0.06dB है। यह (चित्रा 2) से देखा जा सकता है कि समानांतर प्रकाश की एक किरण आइसोलेटर कोर से गुजरने के बाद, इसे ओ और ई के दो समानांतर बीम में विभाजित किया जाएगा। द्विभाजित क्रिस्टल की अंतर्निहित विशेषताओं के कारण, no one, o light और e light को पूरी तरह से परिवर्तित नहीं किया जा सकता है, जिससे अतिरिक्त नुकसान हो सकता है।
3.2 रिवर्स आइसोलेशन (अलगाव) रिवर्स आइसोलेशन एक आइसोलेटर का सबसे महत्वपूर्ण संकेतक है, जो रिवर्स ट्रांसमिशन लाइट में आइसोलेटर की क्षीणन क्षमता की विशेषता है। कई कारक हैं जो एक आइसोलेटर के अलगाव को प्रभावित करते हैं, और विशिष्ट चर्चा निम्नानुसार है।
(1) अलगाव और ध्रुवीय और फैराडे रोटेटर के बीच की दूरी (2) के बीच संबंध अलगाव और ऑप्टिकल तत्व की सतह परावर्तन के बीच का संबंध आइसोलेटर का अलगाव। वास्तविक प्रक्रिया में, यह सुनिश्चित करने के लिए R को 0.25% से कम होना चाहिए कि Iso 40dB से अधिक है।
(3) अलगाव और कील कोण और ध्रुवीय के अंतर के बीच संबंध। बाइरेन्फिंजेंट क्रिस्टल एक ऑप्टिकल आइसोलेटर है जिसमें yttrium vanadate (YVO4) है। जब कील कोण 2 ° से कम होता है, तो कोण के बढ़ने के साथ अलगाव तेजी से बढ़ता है। जब पच्चर कोण 2 ° से अधिक होता है, तो परिवर्तन बहुत छोटा होता है, और लगभग 43.8dB पर स्थिर होता है। विभिन्न सामग्रियों से बने ऑप्टिकल आइसोलेटर्स के लिए, अलगाव वेज कोण के साथ भिन्न होता है। ऑप्टिकल अलगाव दूरी की वृद्धि के साथ थोड़ा भिन्न होता है, क्योंकि अलगाव मुख्य रूप से रिवर्स आउटपुट लाइट और ऑप्टिकल अक्ष के बीच के कोण पर निर्भर करता है।
(4) क्रिस्टल अक्ष के अलगाव और सापेक्ष कोण के बीच संबंध दो ध्रुवीकरणों और रोटेटर के क्रिस्टल अक्ष के सापेक्ष कोण का अलगाव पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। जब कोण अंतर 0.3 डिग्री से अधिक है, तो अलगाव 40dB से अधिक नहीं हो सकता है। कई अन्य कारक हैं, मुख्य रूप से दो पोलराइज़र, क्रिस्टल मोटाई, आदि का विलुप्त होने का अनुपात 40dB से अधिक का अलगाव करने के लिए, यह भी बनाना चाहिए: R1 और R2 बराबर, 0.25% से कम; बीम फाड़नेवाला क्रिस्टल अक्ष दबाना कोण त्रुटि 0. 57 डिग्री से कम है, आदि इसके अलावा, क्योंकि फैराडे प्रभाव में, effect=VBL, V न केवल तरंग दैर्ध्य का एक कार्य है, बल्कि तापमान का एक फ़ंक्शन भी है, इसलिए फैराडे रोटेशन कोण भी तापमान के साथ बदल जाएगा, जो कारकों में से एक भी है।
3.3 वापसी हानि एक ऑप्टिकल आइसोलेटर की वापसी हानि आरएल आगे की दिशा में आइसोलेटर पर ऑप्टिकल पावर घटना के अनुपात और इनपुट पथ के साथ आइसोलेटर के इनपुट पोर्ट पर लौटने वाली बिजली को संदर्भित करता है। यह एक महत्वपूर्ण संकेतक है क्योंकि रिटर्न मजबूत है, अलगाव बहुत प्रभावित होगा। विभाजक की वापसी हानि घटकों और हवा और प्रतिबिंब के अपवर्तक सूचकांक के बेमेल के कारण होती है। आमतौर पर प्लेनर घटकों के कारण होने वाला रिटर्न लॉस 14 डीबी है
बाईं और दाईं ओर, प्रतिध्वनि कोटिंग और बेवल पॉलिशिंग के माध्यम से प्रतिध्वनि 60dB से अधिक तक खो सकती है। एक ऑप्टिकल आइसोलेटर की वापसी हानि मुख्य रूप से इसके संपीड़ित ऑप्टिकल पथ (यानी, कोलाइमेटर भाग) से होती है। सैद्धांतिक गणना के अनुसार, जब ढलान कोण 8 ° है, तो वापसी का नुकसान 65dB से अधिक है। कोलिमेटर के रिटर्न लॉस का विश्लेषण कोलिमर के सिद्धांत में किया गया है, कृपया जीजी कोट्स का उल्लेख करें; कोलिमेटर का सिद्धांत जीजी कोट;
3.4 ध्रुवीकरण पर निर्भर नुकसान पीडीएल पीडीएल सम्मिलन हानि से अलग है। यह डिवाइस के सम्मिलन के नुकसान में अधिकतम परिवर्तन को संदर्भित करता है जब इनपुट प्रकाश का ध्रुवीकरण राज्य बदलता है जबकि अन्य पैरामीटर अपरिवर्तित रहते हैं। यह एक संकेतक है जो डिवाइस के सम्मिलन के नुकसान के ध्रुवीकरण की डिग्री को मापता है। ध्रुवीकरण-स्वतंत्र ऑप्टिकल आइसोलेटर्स के लिए, कुछ घटकों की उपस्थिति के कारण जो ध्रुवीकरण का कारण बन सकते हैं, शून्य पीडीएल को प्राप्त करना असंभव है। आम तौर पर, स्वीकार्य पीडीएल 0.2dB से कम है।
3.5 ध्रुवीकरण मोड फैलाव पीएमडी
ध्रुवीकरण मोड फैलाव पीएमडी विभिन्न ध्रुवीकरण राज्यों में डिवाइस के माध्यम से गुजरने वाले सिग्नल प्रकाश के चरण में देरी को संदर्भित करता है। ऑप्टिकल निष्क्रिय उपकरणों में, अलग-अलग ध्रुवीकरण मोड में अलग-अलग प्रसार प्रक्षेपवक्र और अलग-अलग प्रसार गति होती है, जिसके परिणामस्वरूप संबंधित ध्रुवीकरण फैलाव होता है। उसी समय, क्योंकि प्रकाश स्रोत के स्पेक्ट्रम में एक निश्चित बैंडविड्थ है, यह एक निश्चित फैलाव का कारण भी होगा। उच्च गति ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में, पीएमडी बहुत महत्वपूर्ण है। ध्रुवीकरण-स्वतंत्र ऑप्टिकल आइसोलेटर में, द्विभाजित क्रिस्टल ध्रुवीकृत प्रकाश द्वारा उत्पन्न दो बीम अलग-अलग चरण और समूह की गति, यानी पीएमडी पर प्रेषित होते हैं, और इसका मुख्य स्रोत ओ-लाइट और ई को अलग और संघनित करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला बाइफ़रिंग क्रिस्टल है -रोशनी । यह दो रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश किरणों के पथ अंतर ofL द्वारा अनुमानित किया जा सकता है। ध्रुवीकरण मोड फैलाव: एक ध्रुवीकरण-स्वतंत्र आइसोलेटर में: बेशक, प्रत्येक डिवाइस के ऑप्टिकल पथ लंबाई एल की गणना करके पूरे डिवाइस का पीएमडी प्राप्त किया जा सकता है। पीएमडी मुख्य रूप से ई-लाइट और ओ-लाइट के बीच अपवर्तक सूचकांक अंतर से प्रभावित होता है, और इसलिए तरंग दैर्ध्य के साथ अधिक संबंध होता है।
