DWDM干涉滤光片设计
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斜入射滤光片的偏振相关损耗抑制技术俞侃;包佳祺;黄德修;吴长发【摘要】多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时由于偏振光的中心波长会出现分离,会导致其偏振相关损耗迅速增加,严重影响光通信系统的性能.从理论上分析了斜入射时产生偏振相关损耗的原因,并提出了通过优化膜系的方法有效的实现了偏振光中心波长的对准,有效的降低了其通带内的偏振相关损耗.同时还提出了使用偏振分束器的方法,对单偏振光进行调制,在整个透射带内都实现了对偏振相关损耗的抑制.实验结果表明,两种消偏方式都能将窄带滤光片斜入射时的偏振相关损耗减小至0.2dB内,根据实际需要可以应用于不同的场合.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2010(037)001【总页数】5页(P101-105)【关键词】薄膜物理学;窄带滤光片;斜入射;偏振相关损耗【作者】俞侃;包佳祺;黄德修;吴长发【作者单位】华中科技大学,文华学院,武汉,430074;武汉光电国家实验室,武汉,430074;华中科技大学,文华学院,武汉,430074;华中科技大学,文华学院,武汉,430074;武汉光电国家实验室,武汉,430074;华中科技大学,文华学院,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN929.10 引言薄膜干涉滤光片由于具有通带窄、插入损耗低、温度稳定性好等诸多优异的特性,所以在微电子和光电子学领域,尤其是在密集波分复用(DWDM)系统中得到广泛的应用[1]。
常规的滤光片基本都是应用于正入射的,但在某些特定场合需要其处于斜入射状态。
而随着入射角的增加,滤光片的偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss, PDL)会迅速增大[2],影响器件乃至整个系统的性能。
常规窄带滤光片在入射角度上超过5°时其PDL数值就会超过系统限制(小于0.2 dB)。
本文在理论上分析了斜入射时滤光片PDL产生的原因,并提出了通过膜系改进或者使用偏振分束器和半波片的方法,对斜入射时窄带滤光片产生的PDL进行了抑制。
DWDM系统的组成和工程实例的体会当前,通信技术正向着宽带化、智能化、大众化和个人化的方向发展;电信网也面临着从语音网向数据网、从电路交换向分组交换方向的转变。
与此同时,对传输网的带宽、质量、安全以及成本等问题也提出了更高的要求。
传输网的发展必须超前于各种业务网的发展,传输系统从初始的载波系统发展到PDH系统,再到SDH系统,以至目前最热门的WDM和DWDM系统。
1 波分复用技术1.1 波分复用的基本概念波分复用是利用一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点,把光纤可能应用的波长范围划分为若干个波段,每个波段作为一个独立的通道来传输某一特定波长的光信号。
光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用,只是因为光波通常采用波长来描述、监测和控制。
在波分复用传输系统的发送端采用合波器将待传输的多个光载波信号进行复接,在接收端利用分波器分离出不同波长的光信号。
由于系统设计的不同,每个波长之间的间隔宽度也会有差别,按照通道间隔的差异,WDM可以细分为W-WDM(Wide-WDM,通道间隔≥25nm)、M-WDM(Mid-WDM,3.2nm≤通道间隔≤25 nm)和D-WDM(Dense-WDM,通道间隔≤3.2nm)。
通道可以是等间隔的,也可以是非等间隔的,采用非等间隔主要是为了缓和光纤中四波混频(FWM)的影响。
本文以DWDM系统为例来介绍波分复用系统。
1.2 波分复用系统的组成DWDM系统由OTM和OA设备组成,其中OTM包括合波器、分波器、波长转换器(OTU)(可选)、光功率放大器、光前置放大器和光监控信道(OSC);OA包括光线路放大器和OSC。
根据OTU应用情况的不同,DWDM的配置系统分为开放式和集成式,在开放式系统中OTU兼作再生器系统;集成式系统不需要OTU设备,采用SDH再生器系统,其系统结构如图1所示。
2 波分复用系统的相关技术参数2.1 合波器/分波器合波器/分波器应符合ITU-TG.671、G.692及相关建议要求。
干涉滤光片的作用原理
干涉滤光片是一种特殊的光学元件,它通过利用干涉现象和吸收性滤光片的相互作用来调节光的颜色和强度。
其工作原理可以简单地描述为:
干涉滤光片由两个吸收性滤光片组成,它们的透过轴相互垂直且厚度相等。
当光线垂直入射时,它们会在干涉滤光片内部形成干涉现象,从而产生干涉条纹。
这些干涉条纹的位置和强度取决于光线的波长和入射角度。
在某些位置,干涉滤光片将只透过某个波长的光线,而将其他波长的光线反射或吸收。
因此,干涉滤光片可以用来分离光线中的不同波长,从而产生色彩效果。
此外,干涉滤光片还可以调节光线的强度。
当两个吸收性滤光片的透过轴相互平行时,它们的吸收效果相互叠加,从而减弱入射光的强度。
反之,当它们的透过轴相互垂直时,它们的吸收效果互相抵消,从而增强入射光的强度。
总之,干涉滤光片的作用原理是通过干涉现象和吸收性滤光片的相互作用来调节光的颜色和强度。
它在光学领域中有着广泛的应用,如在激光、光学仪器、相机镜头等方面。
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光信息专业实验说明:波分复用器一、实验目的和内容:1.了解波分复用技术和各种波分复用器件的工作原理和制作工艺;2.认识波分复用器的基本技术参数的实际意义,学会测量插入损耗,隔离度,偏振相关损耗等;3.分析测量误差的来源。
二、实验基本原理:波分复用技术(WDM)波分复用技术就是在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波,让数据传输速度和容量获得倍增,它能充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源。
在发送端经复用器(亦称合波器) 将不同规定波长的光载波汇合在一起,并耦合到同一根光纤中进行传输;在接收端,经解复用器(亦称分波器)将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
图1 波分复用系统图波分复用系统最大的优点是节约光纤。
它将原来需要多对光纤承载的系统复用在一对或一根光纤上传输,大大节约光纤的用量,对于租用光纤的运营商更有吸引力;其次WDM系统结合掺铒光纤放大器,大大延长了无电中继的传输距离,减少中继站的数目,节约了建设和运行维护成本;波分复用通道对数据格式是透明的,即与信号速率及电调制方式无关,可以承载多种业务,在现在多业务需求的运营环境下很有竞争力;利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复,从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。
根据我国实际应用情况,1310/1550nm两波复用扩容系统,980/1550nm、1480/1550nmEDFA 泵浦合波系统,1510/1550nm、1650/1550nm监控信道合波系统的使用都很广泛。
目前多波长波分复用器一般研制的产品都在1550nm区域,这是由于掺铒光纤放大器的需要,也是因为光纤在1550nm区域具有更小的损耗。
一个16路密集波分复用(D WDM)系统的16个光通路的中心频率(或中心波长),信道间隔为100GHz,0.8nm。
为了确保波分复用系统的性能,对波分复用器件提出的基本要求包括:插入损耗小,隔离度大,带内平坦,带外插入损耗变化陡峭,温度稳定性好,复用通路数多,尺寸小等。
干涉滤光片的作用原理
干涉滤光片是光学领域中常见的一种光学元件,其作用原理主要是利用干涉原理干涉薄膜反射光和透射光,实现光波的分离和损耗。
具体来说,干涉滤光片的作用原理可以分为以下几个方面:
1. 反射作用:干涉滤光片的反射率与入射角度有关,反射光强度随着角度的增加而减小。
这是因为多层膜的光程差随着入射角度的变化而改变,从而影响反射强度。
2. 透射作用:干涉滤光片的透过率也与入射角度有关,透射光强度随着角度的变化而异。
光束进入多层膜,一部分被反射,部分被折射,同时在膜层中被反射和干涉。
当膜厚等于波长的一半时,反射和干涉光波的相位相反,导致透过光南补,从而实现波长选择性。
3. 偏振作用:干涉滤光片还具有一定的偏振作用,可以实现对光线的偏振处理。
特别是针对光学系统中入射光线的偏振处理,这种镀膜可以大幅度抑制垂直于光面偏振光的反射和透射,进而起到过滤和保护光源的作用。
总体来说,干涉滤光片通过利用多层膜干涉和反射来实现对光线的分离和偏振处理,是一种重要的光学元件。
其在光学成像、光通信、光电显示等领域均有广泛的应用。