天津大学光纤讲义

1、IsolatorLD5 光隔离器光隔离器5 光隔离器光隔离器光隔离器的组成光隔离器的组成起起偏偏器器法法拉拉第第旋旋转转器器检检偏偏器器准准直直器器准准直直器器光隔离器光隔离器5 光隔离器光隔离器法拉第旋转器的原理法拉第旋转器的原理B磁环磁环磁光材料磁光材料光传输方向光传输方向5 光隔离器光隔离器法拉第旋转器的原理法拉第旋转器的原理B磁环磁环磁光材料磁光材料光传输方向光传输方向5 光隔离器光隔离器法拉第旋转器的原理法拉第旋转器的原理线栅起偏器的典型结构线栅起偏器的典型结构5 光隔离器光隔离器楔形双折射晶体偏振分束器楔形双折射晶体偏振分束器空间分离偏振器（空间分离偏振器（SWP）的典型结构）的典

2、型结构5 光隔离器光隔离器PolarizerAnalyzerFaradayRotatorPolarizerAnalyzerFaradayRotatorForward transmissionBackward transmission偏振相关隔离器原理偏振相关隔离器原理5 光隔离器光隔离器偏振无关隔离器偏振无关隔离器5 光隔离器光隔离器偏振无关隔离器偏振无关隔离器CollimatorCollimatorCore5 光隔离器光隔离器带尾纤的偏振无关隔离器结构带尾纤的偏振无关隔离器结构5 光隔离器光隔离器带尾纤的偏振无关隔离器结构带尾纤的偏振无关隔离器结构Solder ring磁光材料磁光材料镀金环

3、镀金环法拉第旋转器的封装法拉第旋转器的封装5 光隔离器光隔离器隔离器核心部分的封装隔离器核心部分的封装环氧胶环氧胶紫外紫外起偏器和检偏器的封装起偏器和检偏器的封装5 光隔离器光隔离器环氧胶环氧胶隔离器核心部分的封装隔离器核心部分的封装EpoxyMagnet ring核心部分的最后封装核心部分的最后封装5 光隔离器光隔离器隔离器核心部分的封装隔离器核心部分的封装4 自聚焦透镜自聚焦透镜0.29周期透镜：光斑尺寸压缩周期透镜：光斑尺寸压缩4 自聚焦透镜自聚焦透镜4 自聚焦透镜自聚焦透镜1/4周期透镜：光线准直周期透镜：光线准直 在准直器中一般采用在准直器中一般采用1/4个周期长的自聚焦透镜，个周期

4、长的自聚焦透镜，实现光束放大和准直。实现光束放大和准直。 自聚焦透镜中的光束周期性地聚焦自聚焦透镜中的光束周期性地聚焦4 自聚焦透镜自聚焦透镜自聚焦透镜作准直器自聚焦透镜作准直器准直器准直器Collimated beamFiber endReal image of the fiber endGrin Lenses(1/4 pitch)4 自聚焦透镜自聚焦透镜准直器尾纤的组装准直器尾纤的组装4 自聚焦透镜自聚焦透镜Cut off pointAngle polishingAR Coating4 自聚焦透镜自聚焦透镜准直器尾纤的组装准直器尾纤的组装UV AdhesiveEpoxy4 自聚焦透镜自聚焦

5、透镜准直器的组装准直器的组装Align facesMark4 自聚焦透镜自聚焦透镜准直器的组装准直器的组装P/MUV AdhesivePositioner #2 (Reference)Positioner #1 (to be assembled)准直器的组装准直器的组装4 自聚焦透镜自聚焦透镜 Tube (lens holder)准直器的组装准直器的组装4 自聚焦透镜自聚焦透镜FibX CorporationS/N: 0000 00015 光隔离器光隔离器带尾纤的偏振无关隔离器结构带尾纤的偏振无关隔离器结构光隔离器的主要参数指标光隔离器的主要参数指标 反向隔离度反向隔离度表征隔离器对反向传输光

6、的衰表征隔离器对反向传输光的衰减能力减能力,一般应该一般应该40dB。插入损耗插入损耗 回波损耗（回波损耗（RL）一般应该在一般应该在60dB以上以上 30dB隔离度带宽隔离度带宽一般一般20nm 5 光隔离器光隔离器偏振无关隔离器的实物图偏振无关隔离器的实物图5 光隔离器光隔离器隔离器用于半导体激光器中隔离器用于半导体激光器中6 光滤波器光滤波器/复用器复用器Filter TypesDiffraction gratingsFiber gratingsFabry-Perot interferometerThin-Film filterMach-Zehnder typeArrayed waveg

7、uide gratingAcousto-optic tunable filteri1d2d2112GratingplaneImagingplaneTransmissiongrating6 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅i1d2d2112GratingplaneImagingplaneReflectiongrating6 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅6 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅 resonant wavelengths are reflected back toward the source non-resonant wavelengths are transmitted thro

8、ugh the device without loss. The centre wavelength is given by:effn26 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅 500 nm (Bragg grating) 200 m (Long-period grating)125 m8 m1 mm to 1500 mmSinglemode fibreCoreCladdingRegions with higher refractive index than that of cores6 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅 1 cm FBG ，折射率变化量相对较低，反射峰值高，折射率变化量相对较低，

9、反射峰值高 其它条件相同，折射率变化量增加，反射带宽增加其它条件相同，折射率变化量增加，反射带宽增加(c) 切趾后的结果，旁瓣减少，反射峰值降低。切趾后的结果，旁瓣减少，反射峰值降低。6 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅Add - Drop Multiplexers Circulator with FBGAdd iDrop i 1, 2, 3, . i 1, 2, 3, . iFBGC1C2 Dielectric thin-film filter designFilter reflects iAdd / DropCommonPassbandwavelengthFor a given grati

10、ng period a particular wavelength (frequency) of light is reflected. In this case yellow light will be reflectedIf the grating spacing is changed (e.g. reduced due to compression of the fibre or a drop in temperature the wavelength of the reflected light changes. In this case it becomes higher and r

11、eflects blue lightIn practice the colour shifts will be much finer than those illustatedOptical fibreGrating pattern etched into body of fibreDetectorFiber Bragg Gratings (FBG)6 光滤波器光滤波器光纤光栅光纤光栅Fiber Brag Gratings (FBG) Increasing intervals: “chirped” FBG compensation for chromatic dispersion Regula

12、r interval pattern: reflective at one wavelength Notch filter, add / drop multiplexerOptical FibreBragg GratingsD DzD Dz 1 2 3 NDispersion Compensation using Chirped FBG FBG is linearly chirped, I.e. the period of the grating varies linearly with position. This makes the grating to reflect different wavelengths at different points along its length. Therefore, introducing different delay. In a standard fibre. Chromatic dispersion introduces larger delay for lower frequency (high waveleng