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自然哲學家應當是這樣一些人:他愿意傾聽每一種意見,卻下定決心要自己做判斷;他應當不被表面現(xiàn)象所迷惑,不對某一種假設有偏愛,不屬于任何學派,在學術上不盲從大師;他應當重事不重人,追求真理是他的首要目標。如果有了這些品質,再加上勤勉,那么他就有希望走進自然界的殿堂。 —法拉第(M.Faraday) 一、互易器件和非互易器件
連接器、耦合器等大多數(shù)無源器件的輸入和輸出端是可以互換的,稱為互易器件。然而光通信系統(tǒng)也需要非互易器件,如光隔離器和光環(huán)形器。光隔離器是一種只允許單方向傳輸光的器件,即光沿正向傳輸時具有較低的損耗,而沿反向傳輸時卻有很大的損耗,因此可以阻擋反射光對光源的影響。對光隔離器的要求是隔離度大、插入損耗小、飽和磁場低和價格便宜。某些光器件特別是激光器和光放大器,對于從諸如連接器、接頭、調制器或濾波器反射回來的光非常敏感,引起性能惡化。因此通常要在最靠近這種光器件的輸出端放置光隔離器,以消除反射光的影響,使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
二、光隔離器——單方向傳輸光器件光通信用的隔離器幾乎都用法拉第磁光效應原理制成,圖5.2.1表示法拉第旋轉隔離器的原理。起偏器P使與起偏器偏振方向相同的非偏振入射光分量通過,所以非偏振光通過起偏器后就變成線性偏振光,調整加在法拉第介質的磁場強度,使偏振面旋轉45°,然后通過偏振方向與起偏器成45°角的檢偏器A。光路反射回來的非偏振光通過檢偏器又變成線偏振光,該線偏振光的偏振方向與入射光第一次通過法拉第旋轉器的相同,即偏振方向與起偏器輸出偏振光的偏振方向相差45°。由此可見,這里的檢偏器也是扮演著起偏器的作用。反射光經檢偏器返回時,通過法拉第介質后,偏振方向又一次旋轉了45°,變成了90°,正好和起偏器的偏振方向正交,因此不能夠通過起偏器,也就不會影響到入射光。光隔離器的作用就是把入射光和反射光相互隔離開來。圖5.2.2表示厚膜Gd:YIG構成的隔離器結構。
圖5.2.1法拉第旋轉隔離器工作原理
圖5.2.2厚膜Gd:YIG構成的隔離器結構
三、光環(huán)形器——3個端口的光隔離器光環(huán)行器除了有多個端口外,其工作原理與光隔離器類似,也是一種單向傳輸器件,主要用于單纖雙向傳輸系統(tǒng)和光分插復用器中。光環(huán)形器用于單纖雙向傳輸系統(tǒng)的工作原理如圖5.2.3所示,端口1輸入的光信號只在端口2輸出,端口2輸入的光信號只在端口3輸出。在所謂“理想”的環(huán)行器中,在端口3輸入的信號只會在端口1輸出。但是在許多應用中,最后一種狀態(tài)是不必要的。因此,大多數(shù)商用環(huán)行器都設計成“非理想”狀態(tài),即吸收從端口3輸入的任何信號,方向性一般大于50dB。用多個光隔離器就可以構成一個只允許單一方向傳輸?shù)墓猸h(huán)形器。
圖5.2.3光環(huán)行器用于雙向傳輸系統(tǒng)