Волоконно-оптические фильтры

В общем случае при проектировании изоляторов используют эффект Фарадея. Он управляет вращением плоскости поляризации оптического луча в присутствии магнитного поля. Это вращение происходит в том же направлении, что и направление распространение света, параллельно или антипараллельно направлению магнитного поля.

Оптический изолятор состоит из трех элементов: поляризатора 1(входного поляризатора), ячейки Фарадея 2, анализатора 3 (выходного поляризатора) Параметры ячейки Фарадея выбираются так, что бы ось поляризации света, проходящего через нее, разворачивалась на 45⁰. Под таким же углом устанавливаются оси поляризаторов.

Входной полезный сигнал, проходя через поляризатор 1, оставляет свою вертикальную составляющую без изменения. Далее вертикально поляризованный свет проходит через ячейку Фарадея 2, разворачивает плоскость поляризации на 45⁰ и беспрепятственно проходит через анализатор 3.

При распространении света в обратном направлении он также поляризуется в плоскости анализатора 3, затем, проходя через ячейку Фарадея 2, становится горизонтально поляризованным. Таким образом, оси поляризации света и поляризатора 1 составляют угол 90⁰, поэтому поляризатор 1 не пропускает обратное излучение.

Рис. 11. Схема оптического изолятора

На практике чаще используются оптические изоляторы коротковолнового (0,8 мкм) и длинноволнового (1,3 мкм и 1,5 мкм) диапазона. В качестве материала для элемента Фарадея коротковолнового изолятора удобно использовать парамагнитное стекло с добавками тербия (TB+), но поскольку постоянная Верде у него сравнительно мала, нужный угол вращения плоскости поляризации получается удлинением оптического пути (четырехкратным отражением). В качестве материала для элемента Фарадея длинноволнового изолятора используется монокристалл YIG железоиттриевого граната - с большой постоянной Верде, прозрачный на длине волны выше 1,2 мкм. В обоих случаях прямые потери не превышают 1 дБ.

Оптические фильтры используют механизм селекции длин волн и могут быть грубо разделены на две большие категории в зависимости от того, какой физический механизм положен в их основу: оптической интерференции или дифракции. Существуют фильтры, рассчитанные на выделение фиксированной длины волны, и настраиваемые фильтры. Для настраиваемых фильтров желательно иметь следующие свойства:

- широкий диапазон настройки для максимизации числа каналов, которые могут быть выбраны;

- незначительные перекрестные помехи, чтобы избежать помех от соседних каналов;

- быстрая настройка для минимизации времени доступа;

- малые вносимые потери.

Фильтры выполняют исключительно важную роль в оборудовании WDM/ DWDM на стороне демультиплексора. Стандарт ITU-T G.671 рекомендует следующие значения параметров фильтров:

вносимые потери: максимум 1,5 дБ в полосе пропускания;

вносимые потери: минимум 40 дБ в полосе задерживания;

оптическая отражательная способность: —40 дБ.

Дата добавления: 2014-01-11