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光纤偏振控制器

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产品说明
  • 调节偏振态在线性偏振态、圆形偏振态和椭圆形偏振态之间转换
  • 提供预装光纤的偏振控制器
  • 三环式结构或挤压式结构

     LBTEK的光纤偏振控制器通过将光纤缠绕在圆形盘上或者通过挤压光纤产生应力双折射,从而形成独立的波片,改变单模光纤中传输的光的偏振态。三环偏振控制器三个环分别等效于λ/4、λ/2波和λ/4波片,挤压式偏振控制器相当于一个旋转的可变波片。两者皆可以将任何输入偏振态转换成所需的输出偏振态。同时全光纤的结构设计极大的降低了器件的插入损耗以及背向反射,可以替代传统的波片组成的偏振控制器。LBTEK提供预装光纤的和空的器件两种款式。偏振控制器主要用于带Ø900 µm保护套管的光纤。

示意图

光纤偏振控制器原理

一、光纤偏振控制器

      光纤偏振控制器,即利用外界施加力作用在光纤上产生的应力双折射效应,使光纤能够产生类似于λ/4或λ/2波片对入射光偏振态进行改变的效果的仪器。目前,商用的偏振控制器根据其技术原理可分为三类:由多个延迟固定、方位角可变的波片组成;由单个延迟可调、方位角可变的波片组成;由多个延迟可调方位角固定的波片组成。其中,基于固定延迟波片的偏振控制器是波长敏感的,依靠机械旋转来调节波片的偏振控制器调节速度非常慢,除了这些固有的限制外,以上三种方法原则上都是可行的,但具体的实现手段将直接决定产品的性能、成本和可靠性。

二、特点

      1. 全光纤结构

      2. 低插入损耗

      3. 宽波长工作范围

      4. 高回波损耗

三、说明

      1. 三环偏振控制器

       一个典型的偏振控制器由三个可旋转的波片组成,一个λ /2 ( HWP )波片处于两个λ /4 ( QWP )波片中间,每个波片都可沿着光轴相对于其它波片自由转动。在这种实现方法中,波片的延迟是固定的,但波片的相对角度是可变的。在三环式偏振控制器中,三个光纤线圈取代了自由空间的延迟波片,线圈弯曲产生的应力,可以产生与线圈直径平方成反比的双折射效应。调节光纤线圈的直径和圈数即可得到任何希望得到的全光纤波片。

      三环光纤偏振控制器是基于光纤本身的应力双折射效应制作,从而形成三个等效于独立波片的全光纤结构波片。因为光纤中产生的相位延迟量是光纤绕圈的圈数、光纤绕圈直径、光纤包层直径、输入光波长的函数,应力双折射是由光纤中的环路引起的,再通过手动旋转环片,进一步实现输出光纤偏振矢量的快速调整。

      为了实现输入偏振态到任意偏振态的转换,使用三个环(分别等效于四分之一波片、半波片和四分之一波片)的组合。根据如下述公式可计算每个环产生的相位延迟量:

其中φ为相位延迟量,a为应力双折射常数(石英光纤的a等于0.133),N为光纤绕环的圈数,d为光纤的包层直径,λ为输入光波长,D为光纤绕圈的直径。

      以SMF-28e光纤为例,输入波长为 1550 nm,光纤包层直径为 125 um,光纤环直径为 56 mm,每个环产生的相位延迟量与圈数的关系近似如下:

      由此可得在 1550 nm 时,光纤在各环所绕圈数如下:

序号 第一环 第二环 第三环
圈数 3 6 3
相位延迟量 π/2 π π/2
等效波片 λ/4 λ/2 λ/4

      2. 挤压式光纤偏振控制器

      挤压式光纤偏振控制器是利用机械挤压和旋转光纤产生和调节应力双折射,从而能够改变输入光的偏振态。挤压式光纤偏振控制器只能适配 900 μm套管的光纤。

      挤压光纤产生的相位延迟量可由以下公式计算

其中,λ为输入波长,F为挤压力,d为光纤的包层直径。固定挤压力后,再通过手柄旋转角度,即可调节输出光的偏振态。

四、应用说明

      因为光纤偏振控制器控制精度低,因此通常用于随机产生偏振态,主要应用于测试领域。案例如下

      例:光纤器件测试--偏振相关损耗

图1 光纤偏振控制器在测试用的应用光路示意图

      光纤偏振控制器在光纤器件测试领域应用广泛,主要用来测试器件的偏振相关损耗。偏振相关损耗,即对同一器件,输入光波长、光功率相同的情况下,偏振态不同器件的损耗会有差异,器件在A偏振态下会有最小的损耗A1,而在B偏振态下会有最大损耗B2,两者损耗之差B2-A1即为该器件的偏振相关损耗,表征了器件对于偏振态变化的输出稳定性,该值越小,那么器件抗偏振的性能越好。

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三环式偏振控制器
  • 三环式
  • 提供多种环直径规格
  • 提供空偏振控制器及预装光纤控制器

LBTEK 提供的机械式三环偏振控制利用光纤在外力作用下产生双折射原理制成。其中三个环分别等效为λ/4、λ/2、λ/4三种波片,通过旋转调节三个环的角度配合可以将入射光的偏振状态变成任意的偏振态。由双折射效应产生的延迟效果主要由光纤的包层半径、光纤环绕半径和输入光波波长所决定,针对不同波长对应的光纤绕圈数可通过技术说明中提供的公式进行计算。LBTEK提供空的偏振控制器以及预装光纤的偏振控制器两种选择。偏振控制器主要用于带Ø900 µm保护套管的光纤。

三环光纤偏振控制器改变光的偏振态
产品型号 环直径 光纤类型 对比 单价 发货日期 购物车
FT-T150-N 15 mm 无光纤
¥1374

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FT-T560-N 56 mm 无光纤
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FT-T56-APCnew 56 mm SMF-28e
¥2045

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FT-T56-PCnew 56 mm SMF-28e+
¥1897

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挤压式偏振控制器
  • 挤压光纤获得偏振效应
  • 外形紧凑
  • 适用于带Ø900 µm紧致缓冲层护套光纤

LBTEK 提供的两款挤压式偏振控制器主要用于带Ø900 µm保护套管的光纤。每款偏振控制器由一个可旋转的光纤挤压器和两个光纤夹块组成。偏振控制器通过机械挤压光纤在光纤内部产生应力双折射,使之等效于一个旋转的可变波片。并且等效波片的偏振角和延迟量可以根据用户使用进行调节,从而将输入的任意偏振态转换成所需要的偏振态输出。挤压式偏振控制器降低了固有损耗和背向反射损耗,可以代替由两个四分之一波片和一个半波片组成的传统自由空间偏振控制器。其中FT-P007-N带旋钮螺钉锁紧光纤,相较于FT-P000-N带十字螺钉锁紧光纤更加操作简便。

挤压式光纤偏振控制器使用
产品型号 控制类型 光纤固定方式 重量 对比 单价 发货日期 购物车
FT-P000-N 旋转挤压式 十字螺钉平板式 0.06 kg
¥2873

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FT-P007-N 旋转挤压式 旋钮翻盖式 0.096 kg
¥3136

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