เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และเครื่องขยายสัญญาณออปติคัลมีความไวต่อแสงสะท้อนจากขั้วต่อสไปลิกฟิลเตอร์ ฯลฯ และทำให้ประสิทธิภาพลดลง ดังนั้นจึงต้องใช้ตัวแยกแสงเพื่อป้องกันแสงสะท้อน ตัวแยกแสงเป็นอุปกรณ์พาสซีฟแบบออปติคัลที่ยอมให้แสงผ่านไปในทิศทางเดียวและปิดกั้นแสงในทิศทางตรงกันข้าม แสงที่สะท้อนจากเสียงสะท้อนของใยแก้วนำแสงสามารถแยกได้ดีโดยตัวแยกแสงและการแยกแสดงถึงความสามารถของตัวแยกแสงในการแยก (บล็อก) เสียงสะท้อน ตัวแยกแสงเป็นอุปกรณ์ที่มีประโยชน์มากซึ่งโดยปกติจะใช้ในเส้นทางแสงเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนและความเสียหายต่อแหล่งกำเนิดแสงแหล่งกำเนิดปั๊มและอุปกรณ์เปล่งแสงอื่น ๆ ที่เกิดจากเสียงสะท้อนในเส้นทางแสง รวมถึงตัวแยกแสงแบบอินไลน์ที่ไม่ขึ้นกับโพลาไรซ์และตัวแยกแสงขนาดเล็กที่ขึ้นกับโพลาไรซ์
หลักการทำงานของตัวแยกแสง
ตัวแยกแสงส่วนใหญ่ใช้เอฟเฟกต์ฟาราเดย์ของคริสตัลแมกนีโตออปติก ผลของฟาราเดย์เป็นการสังเกตครั้งแรกของฟาราเดย์ในปี พ.ศ. 2388 ว่าวัสดุที่ไม่ใช้แสงจะหมุนทิศทางโพลาไรซ์ของแสงที่ผ่านวัสดุภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็ก เรียกอีกอย่างว่าเอฟเฟกต์การหมุนด้วยแสงแม่เหล็ก แสงโพลาไรซ์ที่ส่งไปในทิศทางของสนามแม่เหล็กมีมุมการหมุนθของทิศทางโพลาไรซ์และผลคูณของความแรงของสนามแม่เหล็ก B และความยาว L ของวัสดุตามสัดส่วน หลักการทำงานของตัวแยกแสงแสดงในรูปที่ 1
สำหรับไฟสัญญาณที่ตกกระทบในทิศทางไปข้างหน้าจะกลายเป็นแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นหลังจากผ่านโพลาไรเซอร์ เมื่อใช้ร่วมกับสนามแม่เหล็กภายนอกสื่อไจแม่เหล็กของฟาราเดย์จะหมุนทิศทางโพลาไรซ์ของไฟสัญญาณไปทางขวา 45 องศาและทำให้การสูญเสียต่ำและโพลาไรเซอร์ 45 องศา องศาของเครื่องวิเคราะห์ที่วางไว้ สำหรับแสงย้อนกลับเมื่อแสงโพลาไรซ์เชิงเส้นที่ออกจากเครื่องวิเคราะห์ผ่านสื่อการจัดวางทิศทางการโก่งจะหมุนไปทางขวา 45 องศาเช่นกันเพื่อให้ทิศทางโพลาไรซ์ของแสงย้อนกลับเป็นมุมฉากกับทิศทางของโพลาไรเซอร์ซึ่งจะปิดกั้นโดยสิ้นเชิง การส่งผ่านแสงสะท้อน
สื่อแม่เหล็กฟาราเดย์มักใช้ผลึกเดี่ยว yttrium iron garnet (YIG) ที่มีการสูญเสียแสงต่ำในช่วงความยาวคลื่น1μm ~ 2μm ตัวแยกแสงของอินพุตและเอาต์พุตผมเปียใหม่มีประสิทธิภาพค่อนข้างดีการสูญเสียการแทรกต่ำสุดคือประมาณ 0.5dB การแยกอยู่ที่ 35 ~ 60dB และสูงสุดสามารถเข้าถึง 70dB
บทบาทของตัวแยกแสง
หน้าที่ของมันคือการป้องกันผลกระทบของแสงที่ส่งย้อนกลับในเส้นทางแสงอันเนื่องมาจากสาเหตุหลายประการเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดแสงและระบบเส้นทางแสง ตัวอย่างเช่นการติดตั้งตัวแยกแสงระหว่างแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และระบบส่งผ่านแสงสามารถลดผลกระทบของแสงสะท้อนต่อเสถียรภาพของกำลังส่งออกสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงได้อย่างมาก ในการมอดูเลตโดยตรงความเร็วสูงและระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงแบบตรวจจับโดยตรงไฟส่องถอยหลังจะสร้างสัญญาณรบกวนเพิ่มเติมซึ่งจะลดประสิทธิภาพของระบบ นอกจากนี้ยังต้องใช้ตัวแยกแสงเพื่อกำจัด การติดตั้งตัวแยกแสงที่ปลายทั้งสองข้างของเส้นใยเจือในไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์สามารถปรับปรุงเสถียรภาพในการทำงานของไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์ หากไม่มีแสงสะท้อนย้อนยุคจะเข้าสู่แหล่งสัญญาณ (เลเซอร์) ทำให้เกิดความผันผวนอย่างรุนแรงในแหล่งสัญญาณ ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสงทางไกลออปติคอลที่สอดคล้องกันตัวแยกแสงจะถูกติดตั้งเป็นระยะเพื่อลดการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการกระเจิงของ Brillouin ที่ถูกกระตุ้น ดังนั้นตัวแยกแสงจึงมีบทบาทสำคัญในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงระบบประมวลผลข้อมูลออปติกการตรวจจับใยแก้วนำแสงและระบบการวัดแสงที่มีความแม่นยำ
คุณสมบัติของตัวแยกแสง
ลักษณะของตัวแยกแสงคือการแยกสูงการสูญเสียการแทรกต่ำ ความน่าเชื่อถือสูงเสถียรภาพสูง การสูญเสียขึ้นอยู่กับโพลาไรซ์ต่ำมากและการกระจายโหมดโพลาไรซ์
ประเภทของตัวแยกแสง
ตัวแยกแสงมีหลายประเภทรวมถึงตัวแยกแสงแบบอินไลน์ตัวแยกออปติคอลพื้นที่ว่าง ฯลฯ เรามีข้อกำหนดต่างๆของตัวแยกแสงเพื่อตอบสนองความต้องการของสาขาการใช้งานที่แตกต่างกัน การออกแบบภายในของตัวแยกแสงที่เป็นอิสระโพลาไรซ์ 1310/1480 / 1550nm จะปฏิบัติต่อสถานะโพลาไรซ์แบบมุมฉากสองสถานะในเส้นใยโหมดเดี่ยวแยกกันเพื่อให้แน่ใจว่ามีลักษณะที่เป็นอิสระจากโพลาไรซ์ของอุปกรณ์ทั้งหมด อุปกรณ์ Unipolar มีการสูญเสียการแทรกต่ำและอุปกรณ์ดูอัลสเตจมีการแยกแสงที่สูงมาก เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์เลเซอร์ไฟเบอร์เครือข่ายไฟเบอร์ CATV และการสื่อสารผ่านดาวเทียม
