1. Оптоволоконный усилитель

Рисунок 1. Применение FM в волоконном усилителе

Усилитель оптического волокна, легированного эрбием ( EDFA, Erbium-doped Optical Fiber Amplifier ) ​​— это специальное оптическое волокно с приманкой из редкоземельного элемента ( Er ), введенной в сердцевину волокна, так что под действием источника света накачки оно Может напрямую Оптический сигнал усиливается. Как показано на рисунке 1 , свет накачки PUMP попадает в волокно, легированное эрбием, через WDM . Редкоземельные ионы в сердцевине волокна поглощают свет накачки и переходят на верхний энергетический уровень лазера, вызывая инверсию числа частиц. Сигнальный свет (начальный свет) проходит через входной конец и после прохождения через WDM заставляет инвертированные частицы с высокой энергией перемещаться вниз по волокну, легированному эрбием, генерируя большое количество света, такое же, как и сигнальный свет, тем самым усиливая сигнальный свет. Усиленный свет отражается FM , и в то же время состояние поляризации изменяется на 90 °, а затем проходит через волокно, легированное эрбием, для достижения второго усиления и, наконец, выводится через WDM и PBS (поляризационный светоделитель). . FM , добавленный на конце волокна, не только повышает коэффициент использования волокна, легированного эрбием, но также играет большую роль в упрощении всей структуры оптического пути.

2. Волоконный лазер
   

Рисунок 2. Применение ФМ в волоконных лазерах

Волоконный лазер — это лазер, в котором в качестве усиливающей среды используется стекловолокно, легированное редкоземельными элементами . Волоконные лазеры могут быть разработаны на основе волоконных усилителей : под действием света накачки в волокне легко сформировать высокую плотность мощности , вызывающую « инверсию числа частиц » уровня лазерной энергии рабочего материала лазера . Соответствующим образом добавлена ​​петля положительной обратной связи (формирующая резонансную полость), которая может формировать выходные лазерные колебания. Как показано на рисунке 2 , на основе волоконного усилителя добавление решетки и ФМ позволяет сформировать резонансную полость для усиления колебаний луча.

3. Волоконно-оптический интерферометр.

Рисунок 3. Применение FM в оптоволоконном интерферометре

Явление интерференции является одним из основных волновых оптических явлений.Использование оптических волокон для достижения интерференции света , то есть волоконно-оптических интерферометров , является важным применением явлений оптической интерференции. Он состоит из оптического волокна, а не системы линз.Оптический путь гибкий, форму можно изменить по желанию, а расстояние передачи большое. Его можно применять в различных суровых условиях с сильными электромагнитными помехами, легковоспламеняющимися и взрывоопасными, и т. д., что позволяет создавать интерферометры и многие другие конструкции различной структуры.Широкие перспективы применения имеют функциональные устройства, такие как волоконно-оптические гироскопы , оптические переключатели, устройства оптического позиционирования и т. д.

      Размещение FM в конце опорного и сигнального плеча оптоволоконного интерферометра не только обеспечивает отражение оптического пути, но также компенсирует изменения состояния поляризации передаваемого света, вызванные тепловым или механическим возмущением, вызванным волокном. сам по себе, тем самым получая стабильный выходной сигнал.Он может эффективно улучшить производительность оптоволоконного интерферометра.

Оптоволоконный отражатель Фарадея

один. определение

Волоконно-оптический отражатель Фарадея может отражать состояние поляризации (SOP) падающего света в ортогональном направлении поляризации 90° ; он имеет низкие вносимые потери , высокие обратные потери , высокое соотношение сигнал/шум, а также хорошую экологическую стабильность и надежность. Минимизирует изменения состояния поляризации оптических волокон, вызванные термическими и механическими возмущениями.

два. Функции

1.    Исходящий и падающий свет перпендикулярны друг другу на 90 °.
2.    Вход и выход находятся в одном оптоволокне.
3.    Низкие вносимые потери, небольшая погрешность угла поворота.
4.   Доступны два разъема: FC/APC и FC/UPC .

три. иллюстрировать

1.   Структура и принцип работы оптоволоконного зеркала Фарадея.

Волоконно-оптические зеркала Фарадея в основном состоят из волоконных коллиматоров, кристаллов оптического вращения Фарадея, магнитных колец (которые создают магнитные поля для кристаллов оптического вращения Фарадея) и плоских отражателей ( обычно отражающих фильтров ) . Принцип таков: свет, выходящий из оптического волокна, коллимируется оптоволоконным коллиматором, проходит через комбинацию магнитное кольцо + вращающийся кристалл Фарадея и под действием магнето Фарадея поворачивается по нормали на 45 ° вправо. оптический эффект . После прохождения через плоский отражатель световой луч возвращается по первоначальному пути и снова проходит через комбинацию магнитное кольцо + вращающийся кристалл Фарадея. Из-за невзаимности магнитооптического эффекта Фарадея частичное нормальное состояние поворачивается 45 ° снова вправо, что соответствует состоянию поляризации падающего света. Ортогонально под углом 90 °. Наконец, световой луч снова подается в оптическое волокно через оптоволоконный коллиматор для передачи.

2. Магнитооптический эффект Фарадея.

При распространении линейно поляризованного света в среде, если добавить сильное магнитное поле параллельно направлению распространения света, направление вибрации фотона будет отклоняться. Угол отклонения ψ и интенсивность магнитной индукции B пропорциональны произведению длина l света, проходящего через среду , =VBl , а коэффициент пропорциональности V называется постоянной Верде, которая связана со свойствами среды и частотой световых волн. Направление отклонения зависит от свойств среды и направления магнитного поля. Вышеописанное явление называется эффектом Фарадея или эффектом магнитно-оптического вращения.

Рис. 1. Принципиальная схема магнитооптического эффекта Фарадея.

3. Ключевые     параметры

      Вносимая потеря IL (Вносимая потеря)

      Это относится к потерям мощности, вызванным добавлением оптоволоконного отражателя Фарадея, и определяется как отношение выходной мощности пассивного устройства к входной оптической мощности, то есть:

IL=10 lg ( P _выход /P _вход )

В формуле: P _out – выходная оптическая мощность, P _in – входная оптическая мощность. Характеристики этого устройства требуют, чтобы вносимые потери для падающего вперед света были как можно меньшими.

      Предположим, что входная оптическая мощность P _in на входном конце = 100 мВт и выходная оптическая мощность P _out = 90 мВт , тогда вносимые потери IL устройства составляют:

ИЛ = 10 × lg ( 90/100 )

= 10 × (-0,046)

= -0,46 дБ

( Примечание. Как правило, результат расчета представляет собой отрицательное значение, но отрицательный знак часто опускается при его фактическом заполнении или использовании)