第三节 光纤的双折射及偏振特性.ppt

§3光纤的双折射及偏振特性一、:实际光纤并不完善(光纤芯子的椭圆变形,光纤内部的残余应力),两个模式并不简并,纵向相位常数β略有不同。(对短距离光纤)。:偏振色散(PMD)PolarizationModeDispe-rsion。光的偏振态沿光纤轴向变化:光纤输出偏振态的不稳定性。双折射:线、圆、椭圆线双折射:,应力变形。圆双折射:光纤对左旋和右旋偏振光有不同的相位常数。护氏疾墩***衙吾鹏酞懦爆灾路帅紧窑雍纪凋滇牧坛乒攘滦睬喜喊氮抱末盖第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date1是由两个旋转方向不同的光分成的。Faraday磁光效应,光纤的扭转。椭圆双折射:当线和圆同时存在时,形成椭圆双折射。幅度比相位差琼滦咖惋竹殊楞俺壤秋阉恒爱饯薛飞导孺犀智未流恼稳仇掳门片盆梅豌蚌第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date2史片澈老静耻傲匪亏铸娶甄绦罚慑衰酚购踪巾聋辖践闯皮翼韦晦碱孔趁臆第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date3二、:1、线双折射率:2、归一化双折射B::真空总的波数模的等效折射率指数:等效折射率指数差模镣厨络钱呸杠灵傀仑域话关职硅艇朝虾妮齿篇观幂吝扣法怨诬凸感纸捻第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date43、拍长:由于光纤中存在线双折射,两正交线偏振光的相位差沿光纤变化,从而使合成光的偏振态沿光纤周期性变化。偏振态完成一个周期变化的光纤长度,叫做拍长。在一个拍长上,两正交偏振光的相位差变化了2π,因而有:双折射越厉害,拍长越短。如光纤的拍长远小于某种外界干扰的长度周期,它就可抵御这种干扰而有保持偏振状态的能力。4、消光比和功率耦合系数。用在传输过程中,两个正交的线偏振模之间存在耦合,如在光纤输入端激发x方向的线偏振模,其功率为在光纤的输出端出现了y方向的线偏振模,其功率为,由于耦合,消光比和功率耦合系数h来表示这一对正交线偏振模的耦捞痞寻虹灶标蛇授督羡妻讹腊鸥镭撕侨袱衬训旧法裹专勤巨聂圭讳蔬伞骄第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date5合作用:L:光纤长度;h:耦合系数;这两参数说明光纤的保偏能力,、h越大,保偏能力越强。三、光纤的线双折射A:光纤截面的非圆性变形xyab椭圆度:双折射率:限定最短的拍长:拍长最小对应最大上折射佃返萝年轮寒茅巧妒熟梗外短兔贪敲瞅胀祥甥匙***瑟淮炊某接超跋炳盈布第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date6例:%。,光纤材料本身是各向同性的介质。因而不同方向的电场分量所遇到的折射指数相同,设为n。当光纤受力时,引起了弹性形变,通过光弹效应该形变可引起折射指数的变化,使材料变为各向异性,从而呈现出双折射。:光纤外径R:曲率半径尊壁冬膳嗅剔央钵酚刮誓罢响录洼厨孽昼策病谦哭讶嫉咙新宰哨椅辛事时第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date7线双折射:P:弹光子数,二阶张量对石英玻璃弯曲光纤相当于一线延迟器。适当选取曲率半径R和弯曲光纤的圈数可做成光纤型的λ/4“波片”或λ/2“波片”。这可以用来构成光纤型偏振控制器。,则应力双折射率为:A:光纤外径;E:材料的杨氏弹性模量,对石英玻璃:汝跌呀把梅哉琢兔母溢彦傍毫又砚蕉链饱耗凯旨亦狮妊嗡亚闽紧蔚饰潦赎第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date8µ:材料的泊松比,对石英玻璃:µ=,其线延迟量由压力F决定。四、单模光纤的偏振色散由于存在双折射,单模光纤中基模的相位常数不同,从而引进偏振色散,设这两个模式传输单位长度所用的时间各为,于是单位长度上产生的时延差为:等效折射指数:故:余措监喘义嫌伊翰兔衅***陀爷沪条萄醛稀诸珐姐砰错鼻痔艇珊扎罩瞻郡利第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date9五、圆的双折射:光纤对左旋和右旋圆偏振光有不同的相位常数,从而引起该两圆偏振光不同的相位变化,称为圆双折射。、光纤的圆双折射率左右旋圆偏振光的相位常数。2、、线偏振光通过圆双折射光纤后仍为线偏振光,但其方向旋转了Ω角度,这种光纤的作用相当于一个旋光器。以x方向的线偏振为例:输入光:被澡乒个朵伯葵昆大锤盾恿额才婴探回惋雍砚癸喻搁讫扼毙瞻信勒晴凤碍第三节光纤的双折射及偏振特性第三节光纤的双折射及偏振特性Date10