3-портовый PM волоконно-оптический циркулятор 1550 нм для ЭДФА, волоконного лазера / волоконного зондирования

Поляризационно-поддерживающий оптический циркулятор представляет собой трехпортовое пассивное устройство, специально разработанное для применений в C-диапазоне 1550 нм. Обычно он работает на длине волны 1550 нм с полосой пропускания ±30 нм. Используя топологию однонаправленной передачи Порт1→Порт2 и Порт2→Порт3, он используется для упорядоченного разделения и направления оптических сигналов, распространяющихся в разных направлениях в одной системе. Устройство использует волокно Corning PM1550 типа «панда» с поддержанием поляризации в качестве материала пигтейла, обеспечивая превосходную способность к поддержанию поляризации при работе по медленной оси. Типичные вносимые потери составляют ≤0,7 дБ, а максимальные вносимые потери не превышают 0,9 дБ в рабочем диапазоне температур от -5 до +70 °C, достигая хорошего баланса между низкими потерями и стабильностью в различных условиях окружающей среды. Корпус из стальной трубки имеет размеры Ø5,5 * Д50 мм, поддерживая различные размеры оболочки (0,25/0,9/2,0/3,0 мм) и различную длину пигтейлов и разъемов, что облегчает гибкую интеграцию и кабельное подключение в модулях, шасси или экспериментальных платформах.

На уровне системных приложений поляризационно-поддерживающие волоконно-оптические циркуляторы широко используются в сценариях, чувствительных к поляризации, таких как волоконные усилители EDFA, волоконные лазеры, системы волоконной сенсорики и различные оптические приборы. Для усилителей EDFA они могут обеспечивать направленное разделение прямой и обратной спонтанной эмиссии (ASE) для мониторинга усиления и контроля защиты; в волоконных лазерах они могут создавать однонаправленные резонансные полости, подавлять отраженную обратную связь и повышать стабильность лазера; в системах волоконной сенсорики и измерений они могут направлять падающий и отраженный свет по фиксированным путям к разным портам, облегчая построение интерферометрических, отражательных или распределенных линий связи для сенсорики; в прецизионных оптических испытательных приборах циркуляторы обычно используются для разделения каналов передачи/приема и управления многоступенчатыми оптическими путями, делая структуру системы более понятной и облегчая отладку и обслуживание.

С точки зрения основных характеристик, этот поляризационно-поддерживающий циркулятор отличается низкими вносимыми потерями, высоким коэффициентом изоляции, высоким коэффициентом подавления поляризации и высоким обратным затуханием. Типичный коэффициент изоляции составляет 46 дБ, а минимальный коэффициент изоляции составляет ≥40 дБ, эффективно блокируя обратную утечку и многолучевые отражения, значительно улучшая соотношение сигнал/шум оптического сигнала в системе. Типичные вносимые потери составляют ≤0,7 дБ, а ≤0,9 дБ при полных температурных условиях, помогая снизить давление бюджета мощности канала. Коэффициент подавления поляризации устройства составляет ≥22 дБ, обеспечивая хорошую селективность поляризации и стабильность при работе по медленной оси. Одновременно перекрестные помехи составляют ≥50 дБ, а обратное затухание составляет ≥50 дБ, эффективно подавляя отражения от портов и обходные сигналы от оптических устройств передатчика и предусилителя. Максимальная обрабатываемая оптическая мощность составляет ≤300 мВт, что соответствует потребностям большинства применений в C-диапазоне средней мощности. Важно отметить, что спецификации приведены для версии без разъема. Добавление разъема увеличивает вносимые потери примерно на 0,3 дБ, снижает обратное затухание примерно на 5 дБ и снижает коэффициент подавления поляризации примерно на 2 дБ, что облегчает точную оценку инженерами при расчете бюджета канала.

С точки зрения системной интеграции и проектирования оптических путей, этот поляризационно-поддерживающий циркулятор может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с другими пассивными/активными устройствами для формирования различных функциональных модулей. Типичные применения включают: каскадирование с FBG (волоконными решетками) или узкополосными фильтрами для достижения однонаправленной загрузки/выгрузки сигналов определенной длины волны — например, извлечение сигнала из основного оптического пути в порт мониторинга или ввод определенной длины волны в существующий канал; в волоконных лазерах или усилительных модулях для направленного разделения канала мониторинга от основного канала сигнала для построения канала мониторинга мощности в реальном времени и диагностики неисправностей; в системах отражательной сенсорики зондирующий свет может быть направлен через Порт1, отражен обратно в Порт2 через сенсорный рукав, а затем выведен на конец зонда из Порта3, достигая четкого разделения пути «передача-сенсор-прием» и упрощая топологию оптического пути. В лабораториях и на исследовательских платформах инженеры часто используют его для построения однонаправленных кольцевых резонаторов, подавления эхо-путей или создания сложных интерференционных структур, что позволяет экспериментальным оптическим путям иметь более высокую управляемость при сохранении согласованности поляризации.

По сравнению с обычными циркуляторами на одномодовом волокне, этот поляризационно-поддерживающий циркулятор имеет значительные преимущества в управлении поляризацией и предсказуемости системы. Он использует волокно типа «панда» PM, а его конструкция выравнивает ключ PM-волокна и разъема с медленной осью, подавляя быструю ось, что позволяет инженерам четко идентифицировать и поддерживать единое направление поляризации при сварке и установке. Это значительно снижает флуктуации мощности, фазовые ошибки или нестабильность измерений, вызванные случайным дрейфом поляризации. Сочетание высокого коэффициента изоляции, высокого обратного затухания и низких вносимых потерь позволяет снизить дополнительный шум и перекрестные помехи в сложных оптических сетях и системах высокоточных измерений, улучшая общее соотношение сигнал/шум и долгосрочную стабильность. Между тем, благодаря стандартизированному кодированию информации о заказе, пользователи могут настраивать множество параметров, таких как количество портов (3-портовый/2*2), рабочая длина волны (1064/1310/1480/1550/1650 нм), количество ступеней (одноступенчатый/двухступенчатый), тип корпуса (стальная трубка/кассета), тип и длина пигтейла, спецификации оболочки и тип разъема, что снижает затраты на проектирование и повышает адаптируемость проекта.

В целом, 1550 нм поляризационно-поддерживающий оптический циркулятор является ключевым фундаментальным компонентом для поляризационно-чувствительных волоконно-оптических систем, демонстрируя превосходные характеристики в плане низких вносимых потерь, высокого коэффициента изоляции, высокого коэффициента подавления поляризации, высокого обратного затухания и адаптивности к условиям окружающей среды. Он может надежно управлять однонаправленными оптическими путями в усилителях EDFA, волоконных лазерах, системах сенсорики и оптических приборах, а его гибкая упаковка и разнообразные варианты настройки могут удовлетворить различные структурные и интерфейсные требования в различных экспериментальных и инженерных проектах. Для производителей устройств и системных интеграторов, стремящихся к стабильному управлению ориентацией, поддержанию поляризации и управлению мощностью в ограниченном пространстве, этот поляризационно-поддерживающий циркулятор предлагает зрелое, надежное и простое в интеграции решение, закладывая прочную основу устройства для построения высокопроизводительных оптических каналов C-диапазона и фотонных систем следующего поколения.