实验报告光隔离器(中大)

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1、光隔离器相关参数测量中山大学理工学院光信息专业摘要：本文通过测量光隔离器的插入损耗、隔离度等相关参数，并对相关数据进行分析,得出结论,以进一步了解光隔离器的原理、功能。关键词：光隔离器光功率插入损耗隔离度偏振相关损耗回波损耗MeasurementoftheParametersofanOptoisolatorMajorofopticalinformationscieneeandtechnology,SYSU,GuangzhouAbstract:Inthisexperiment,wemeasuredseveralimportantparametersofanoptoisola

2、tor,thenanalyzedthedataanddrawsomeusefulconclusions・Afterthat,wegotafurthercomprehensionabouttheprinciples,thefunctionsoftheoptoisolator.KeyWords:optoisolator,opticalpower,insertionloss(IL),isolation,polarizationdependentloss(PDL),returnloss(RL);一、实验目的1.学习光隔离器的原理。2.了解光准直器的原理及其应用。3.学习测量光隔离

3、器的主要技术参数。二实验用具及装置图实验用具：稳定光远、光功率计(武邮)、单模标准跳线(用于测量器件的输入功率)、光隔离器(OISS1310ASO1111)实验装置示意图如下所示：三、实验原理与器件熟悉Foraday磁光效应、光隔离器的光学结构、工作原理和主要技术参数。光隔离器室一种只允许光沿光路正向传输的互易性光无源器件，主要用于抑制光通信网络众的反射波。光隔离器广泛应用与光信号的发射、放大、传输等过程中。因为许多光器件（如激光二极管及光放大器等）对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感、若不消除这些反射光将导致器件性能的急剧恶化。这时就需要用光隔离器来阻止反射光

4、返回系统。下面简要介绍光准直器。光纤准直器室由光纤和长度为0.25节距的具有合适镀层的自聚焦透镜组成。自聚焦透镜的焦距为：f=WoVXsin（VXz）］J其中z为自聚焦透镜的长度。由此可见，因为A是波长的函数，所以f也是波长的函数。另外透镜的长度的误差也会影响到光耦合的效果，这是造成准直器损耗的主要原因。光纤和自聚焦透镜之间的耦合原理和普通透镜间的耦合原理相似，所以用自聚焦透镜的长度为:⑵」）式中，P为自聚焦透镜的节距。因为P是在近轴近似的条件下由子午光线遵循正弦传播而确定的。同时GRIN的折射率分布在离轴心0.8mm半径处有一拐点。所以，由（21」）式算出的z值不够精确

5、，带来了耦合时的损耗。光准直器的用途是对光纤中传输的高斯光束进行准直，以提高光纤与光纤间的耦合效率。光隔离器的工作原理是利用磁光晶体的法拉第效应。典型的光隔离器采用法拉第旋转器，转光转角为45度，现在多采用高性能磁光晶体。法拉第效应（1945年）：对于给定的磁光晶体材料，光振动面旋转的角度&与光在该物质中通过的距离L和磁感应强度B成正比为光线与磁场的夹角）：e=VLBcosa（21.2）式中，V是比例系数，它是材料的特性常数，称维尔德（Verdet）常数，单位是：分/高斯•厘米。进一步研究表明，法拉第效应旋转角是材料的介电常数、旋磁比和饱和磁场强度以及光波频率、外加磁场强

6、度的函数。值得注意的是磁致旋光效应和材料的固有选光效应不同。在法拉第磁光旋转效应中，磁场对光材料产生作用是导致磁致旋转现象发生的原因，所以磁光材料引起的光偏振面旋转的方向取决于外加磁场的方向，与光的传播方向无关。迎着光看，当线偏振光沿磁力线方向通过介质时，其振动面向右旋转；反之则向左。旋转角的大小受磁光材料的旋转特性、长度、工作波长及磁场强度的影响。材料介质越长、磁场强度越强、工作波长越短，旋转角度将越大。对于给定的磁光介质，光线以不同方向两次通过介质时，其振动面的旋转方向是叠加的。因此，在磁致旋光的情况下使光线多次通过磁光物质可得到旋转角的叠加。磁光介质旋转角的累加效应

7、图示如下：b出射偏振光在强磁场中放一块磁光物质ob,ab呈平行六面体状。其相对的两表面除留有一个很窄的缝隙外都涂了银。光纤从狭逢进入磁光介质，然后经过在镀银表面的多次反射，从另外一个狭逢射出。这时出射的偏振光振动面的旋转角，将与光纤在介质中多次反射的总光程差成正比。光隔离器的光学结构如下图：Wedge是楔形双折射晶体，做偏振器使用，两个偏振器成45度。法拉第旋转器放置在中间。两个光准直放在最外面起光耦合作用。光隔离器工作原理：1.入射光透过偏振镜之后，只让偏振角为90度（y轴）方向的光通过，在经过一顺时针方向旋转45度的法拉第