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保偏无源器件:实现偏振状态保持的关键组件

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发行时间:2025-10-23

1.保偏光纤光无源器件类型

常见的保偏产品有:起偏器、偏振合束器(PBC)、偏振分束器(PBS)、保偏连接器(PM光纤跳线)、保偏拉锥耦合器、保偏PLC分路器、保偏波分器件、

保偏环形器、保偏隔离器、保偏光开关等等。华瑞高能提供多种类型的保偏器件。

2.保偏(PM)光纤的工作原理

光纤即使具有圆对称的路构也存在一定程度的双折射效应，因为在实际应用中总是受到一些机械应力或者其它效应会破坏对称性，因此，光在光纤中传播时偏振态会发生不受控制的改变(与波长有关)，并且还与光纤弯曲和温度有关。保偏光纤(polarzation-maintaining fibers)是具有很强双折射的、可以保持某一方向线偏振的入射光束的偏振态的特种光纤。

在实际光传输中，由于光纤所受到的的外界应力是随环境和温度的变化而不断变化的。因此，普通光纤中的光的偏振模态是不稳定的。但如果在光纤内部引入高双折射效应来对抗外在的应力变化的于扰，就能维持光纤中传输光的调振模态。保偏光纤正是基于这样的原理来保持偏振光稳定的传输状态。

3.保偏光纤的应用
保偏光纤传输线偏振光，广泛用于航天、航空、航海，工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检观为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，以实现对物理置的高精度测量。保偏光纤作为一种特种光纤，主要应用于光纤陀螺等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统。

4.保偏光纤无源器件的特性

一般来说,保编光纤保持偏振状态的好坏依颇于偏振光的入射状态，要求像振光的调振态与保偏光纤慢(快)轴方向合对准。假定一束理想的线偏振光入射到一根保编光纤中，则输出端消光比可能的最大值为：

由这个式子可以得出输出消光比要大于20dB，角度误差必须小于±3度，若要消光比达到30dB，角度误差必须小于±0.9度。

实际上，光源输出偏振光不可能是理想的，而是有一个初始的消光比。我们可以将那些不需要的光看成是背景光信号，这些背景光信号在系统的每一个连接处累积起来。如果我们能保证这些不需要的偏振光的光信号远小于实际的光信号，我们就能计算通过每一个连接后的最终的输出消光比，ER final可由下式得到：

保偏器件的目的就是在接续或者耦合两根保偏光纤中的偏振光时尽量保持偏振光原有的偏振状态或者对偏振态进行某种变换。由上面的介绍可知，连接器任何微小的转动都能导致器件指标的迅速下降。要保证光纤中传输的偏振模态经过连接器后仍然保持高的消光比，被接续的两根光纤中慢轴或快轴的对准是关键。而被接续的两根光纤模态的对准是通过以下两个条件来实现的。

1)连接器法兰盘两端键槽的公差和同轴度。
2)连接头键与光纤中偏振方向(快轴或慢轴)的耦合一致性。

因此，各个保偏连接器生产商都在减小角度方面采取了各自独特的方法。目前运用光学指标来控制角度的生产商在国内外均开始出现，这种方法真正做到了对最终指标（消光比）进行动态控制而非通过角度间接控制，规格高，准确度好，互换性好。