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實驗 12: Circulator 的應用與實驗. Circulator 功能與原理介紹 光纖光柵的功能介紹 Circulator 應用實驗 1. 光纖光柵特性量測實驗 2. 光纖光柵式 OADM 實驗 3. 模擬雙向傳輸實驗. 光纖旋光器 (Optical Circulators). Device Configuration Key Components Polarization splitters/combiners Polarization controller/rotator Polarization displacers. 雙折射晶體.
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實驗 12: Circulator的應用與實驗 Circulator 功能與原理介紹 光纖光柵的功能介紹 Circulator 應用實驗 1. 光纖光柵特性量測實驗 2. 光纖光柵式OADM實驗 3. 模擬雙向傳輸實驗
光纖旋光器(Optical Circulators) • Device Configuration • Key Components • Polarization splitters/combiners • Polarization controller/rotator • Polarization displacers
Key Component - Polarization Splitter/Combiner/Displacer - • Birefringent Crystals • Positive: ne > no (YVO4, TiO2…) • Negative: ne < no (Calcite, LiNbO3…) Polarization Splitter/Combiner Polarization Displacer e-ray o-ray Walk-off
Circulator之設計範例 Psplit Pcontrol Displacer Pcontrol Pcombine
光纖光柵 • 光纖光柵是一全光纖元件, 其光纖核心(core)有週期性 • 的折射率變化 • 利用光纖對紫外光(波長為248或244 nm)的光感性 • (Photosensitivity), 在光纖核心中曝照出所須的折射率變 • 化分布 • 光纖光柵元件之應用有窄頻反射器(Narrow-band reflector • 增益平坦化濾波器(Gain-flattening filters), 色散補償器 • (dispersion compensators), 光加取多工器(OADM)…
光纖光柵之製作 • 利用UV雷射(波長為248或244 nm)為光源, 設法形成干涉條紋 • 由光纖側邊入射將UV干涉條紋曝照在光纖核心上 • 應用相位光罩(Phase mask)形成干涉條紋, 可有效降低光學架構 • 的複雜性 Source: Lucent OFC1999
布拉格光纖光柵(Fiber Bragg grating)的光譜特性 Source : HighWave Technology
啁啾型光纖光柵(Chirped FBG)色散補償器 Long 週期增加 Short Cladding Core
量測光纖光柵之反射頻譜實驗 Circulator Broadband Light Source 1 3 2 Optical Spectrum Analyzer 熔接點 • 步驟1. 將寬頻光源之輸出端連接至Circulator之Port 1, 再由 • Circulator之Port 2連接至光譜分析儀之輸出端 • 步驟2. 量測入射光譜, 並啟動光譜分析儀校正動作
量測光纖光柵之反射頻譜實驗 Circulator 1 3 • 步驟3. 將寬頻光源之輸出端連接至Circulator之Port 1, 再由 • Circulator之Port 2連接至FBG filter輸入端, 最後由 • Circulator之Port 3連接至光譜分析儀之輸出端 Broadband Light Source Optical Spectrum Analyzer 2 FBG filter • 步驟4. 量測FBG filter之反射頻譜
波長相關色散量測 Phase Shift Method Tunable Laser Receiver Modulator DUT Phase Comparator RF Signal Source
波長相關色散量測 光網路分析儀 (Optical Network Analyzer) Port 1 Port 2 Circulator 熔接點 FBG filter • 步驟1.將光網路分析儀之Port 1連接至Circulator • 之Port 1,再由Circulator 之 Port 2 連接至 • FBG filter輸入端, 最後由Circulator之 • Port 3連接至光網路分析儀之Port 2. • 步驟2. 選擇量測穿透訊號,量測穿透光之 • 群時間延遲(Group Delay)
光纖光柵式 OADM實驗 Circulator 1 1550nm Laser source Fiber Coupler 1 2 Optical Spectrum Analyzer 1310nm Laser source 3 Circulator 1 1550nm Laser source FBG filter (B=1550nm) Fiber Coupler 1 2 1310nm Laser source 3 Optical Spectrum Analyzer • 步驟1. 連接光路如下圖, 量測Circulator 1之 Port 2的輸出光譜 P12() • 步驟2. 連接光路如下圖, 量測Circulator 1之 Port 3 (Drop Port)的輸出光譜P13()
光纖光柵式 OADM實驗 Optical Spectrum Analyzer Circulator 1 Circulator 2 1550nm Laser source FBG filter Fiber Coupler 1 2 2 3 1530nm Laser source 3 1 Drop Port Add Port • 步驟3. 比較光譜 P12() 與 P13()之光訊號分布差異 • 步驟4. 連接光路如下圖, 量測Circulator 2 之 Port 3的輸出光譜 P23() • 步驟5. 比較光譜 P13() 與 P23()之光訊號分布差異
光纖光柵式 OADM實驗 Optical Spectrum Analyzer Circulator 1 Circulator 2 1550nm Laser source FBG filter Fiber Coupler 1 2 2 3 1530nm Laser source 3 Drop Port Add Port 1 • 步驟6. 連接光路如下圖, 量測Circulator 2 之 Port 3的輸出光譜 P’23() • 步驟5. 比較光譜 P23() 與 P’23() 之光訊號分布差異
雙向傳輸實驗 Circulator 1 Circulator 2 1 1550nm Laser source 2 2 Power Meter 3 3 1 Circulator 2 Circulator 1 1 1550nm Laser source 2 2 3 3 1 Power Meter • 步驟1. 連接光路如下圖, 量測Circulator 2之 Port 3的輸出光功率 P23 • 步驟2. 連接光路如下圖, 量測Circulator 2之 Port 1的輸出光功率 P21 • 步驟3. 計算Circulator 2之 輸出光功率比 = 10·log10(P23 / P21)
雙向傳輸實驗 Circulator 1 Circulator 2 1 2 2 3 3 1 1550nm Laser source Power Meter Circulator 2 Circulator 1 Power Meter 1 2 2 3 3 1550nm Laser source 1 • 步驟4. 連接光路如下圖, 量測Circulator 1之 Port 3的輸出光功率 P13 • 步驟5. 連接光路如下圖, 量測Circulator 1之 Port 1的輸出光功率 P11 • 步驟6. 計算Circulator 1之 輸出光功率比 = 10·log10(P13 / P11)