[发明专利]减小高功率法拉第隔离器热致退偏的设计方法

说明书

技术领域

本发明主要应用于高功率法拉第隔离器设计，尤其是能够减小高功率法拉第隔离器热致退偏的一种设计方法。

背景技术

在高功率条件下，由于隔离器中Faraday旋转晶体热吸收系数较高，隔离器热效应引起的退偏成为减小隔离度的主要因素。高功率隔离器热致退偏主要分为两种机制：线性双折射引起的退偏与圆双折射引起的退偏。在光斑半径与Faraday晶体半径之比很小时(这种情况通常满足)，圆双折射引起的退偏与线性双折射引起的退偏大小相当。为降低高功率隔离器线性双折射引起的退偏，目前通常把旋转角为π/8的两块Faraday旋转晶体用一块旋转角度为3π/8的旋转晶体串联组成的复合结构代替仅有一块旋转角度为π/4的Faraday旋转晶体的简单结构，这样在前一块Faraday晶体产生的线性双折射在后一块Faraday晶体中得到部分补偿。而隔离器中圆双折射引起的退偏在这种复合结构中并没有得到补偿，因此圆双折射引起的退偏仍然是引起高功率隔离器退偏的一个重要因素。

发明内容

为了克服复合结构不能补偿圆双折射引起退偏的不足，本发明提出了一种高功率隔离器圆双折射补偿设计方法，该方法能够减小高功率隔离器中圆双折射引起的退偏。

本发明的目的是对高功率隔离器中圆双折射引起的退偏进行预补偿，其采取的技术解决方案是：针对一定激光功率，控制隔离器参数，使其与理想隔离器参数有一定的偏移量，即隔离器设计中存在一个的预退偏，这种偏移量设计可以通过改变磁场强度或Faraday晶体长度偏移理想值实现。预退偏大小随激光功率的增大而增大。当隔离器工作在高功率时，由于圆双折射隔离器将产生新的退偏，这个退偏与提前设计的预退偏部分相抵。当隔离器工作的激光功率等于设计功率时，圆双折射引起的退偏与预退偏大小相等，退偏补偿效果最佳。隔离器预补偿设计补偿了圆双折射引起的退偏偿，在预补偿设计中，与线性双折射引起的退偏相比，圆双折射引起的退偏可以忽略，达到了补偿高功率隔离器圆双折射引起退偏的目的。

本发明提出的高功率隔离器温度预补偿设计的优点是，通过简单控制隔离器参数设计便可实现圆双折射引起退偏的补偿。

附图说明

图1为简单隔离器结构示意图。

图2为复合结构隔离器示意图。

图中：1、光纤，2、偏振片，3、永磁体，4、旋光角度为π/4的Faraday晶体，5、旋光角度为π/8的Faraday晶体，6、旋光角度为3π/8的旋光晶体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

复合结构隔离器主要由以下器件组成：光纤(1)，提供激光输入与输出通道，偏振片(2)控制输入与输出激光偏振方向，永磁体(3)，提供隔离器外磁场，Faraday旋转晶体(5)，实现激光偏振面非对易旋转π/8，旋转体(6)，使得激光偏振面旋转3π/8，到达后一块Faraday晶体的激光刚好旋转π/2，实现线性双折射补偿。

圆双折射预补偿设计中，控制隔离器中Faraday旋转晶体(5)的长度与永磁体(3)的磁场强度，使得Faraday旋转晶体旋转角度为π/8+Δ，与传统设计角度π/8有一个偏移量Δ，偏移量大小由激光功率决定。当预补偿设计隔离器工作在高功率情况下，圆双折射引入的新的退偏可与预设角度偏移量引入的退偏相补偿，从而实现了高功率隔离器圆双折射引起退偏的补偿的目的。