О: Состояние поляризации (SOP) описывает ориентацию и траекторию вектора электрического поля световой волны в плоскости, перпендикулярной направлению ее распространения. К распространенным состояниям относятся линейная поляризация под разными углами, левая и правая круговая, а также эллиптическая поляризация.

В волоконно-оптических системах связи и измерений SOP может изменяться под воздействием температуры, механических напряжений и изгиба волокна. Контроль SOP в реальном времени помогает оценивать поведение поляризации и поддерживать стабильность системы.

О: Степень поляризации (DOP) показывает долю общей оптической мощности, приходящуюся на полностью поляризованный свет. Диапазон составляет от 0 до 1, или от 0% до 100%. DOP = 1 соответствует полностью поляризованному свету, DOP = 0 - полностью неполяризованному, а промежуточные значения - частично поляризованному. DOP применяют для оценки чистоты поляризации и степени деполяризации оптической системы. В когерентной оптической связи высокая DOP особенно важна для эффективного когерентного приема.

О: Коэффициент поляризационной экстинкции (PER) показывает, насколько эффективно компонент с сохранением поляризации или оптическая система подавляет нежелательную ортогональную составляющую. Он определяется как отношение оптической мощности в двух ортогональных направлениях поляризации и обычно выражается в децибелах (дБ).

Например, PER 50 дБ означает, что оптическая мощность в основном направлении поляризации в 10⁵ раз выше, чем в ортогональном. Чем выше PER, тем лучше сохраняется или передается требуемое состояние поляризации. PER является важной характеристикой волокна с сохранением поляризации, поляризаторов и поляризационных светоделителей.

О: Эти три параметра описывают разные свойства поляризации:

• Состояние поляризации (SOP): векторная величина, описывающая ориентацию и траекторию электрического поля.
• Степень поляризации (DOP): скалярная величина, показывающая долю поляризованного света в оптическом сигнале и степень деполяризации.
• Коэффициент поляризационной экстинкции (PER): скалярная величина, описывающая отношение мощностей двух ортогональных составляющих и характеризующая чистоту поляризации.

Высокая DOP необходима для получения высокого PER. Однако даже при DOP = 1 измеренный PER может быть низким, если направление поляризации не совпадает с главной осью испытуемого устройства. Поэтому при оценке поляризационных характеристик оптической линии или компонента с сохранением поляризации SOP, DOP и PER часто контролируют совместно.

О: Существует несколько распространенных методов измерения PER:

• Метод вращающегося анализатора Поляризатор или анализатор вращается вручную либо автоматически, а прибор регистрирует максимальную и минимальную проходящую оптическую мощность. PER рассчитывается по их отношению. Метод прост, но его скорость и точность сравнительно ограничены, а типичный динамический диапазон не превышает 30 дБ.
• Метод поляризационного анализатора Поляризационный анализатор использует четырехканальное измерение параметров Стокса для получения данных о SOP и DOP. Однако доступный динамический диапазон PER обычно составляет менее 40 дБ.
• Специализированный измеритель PER Специализированный прибор, например измеритель коэффициента поляризационной экстинкции Joinwit JW8605, использует синхронное детектирование или метод вращающегося анализатора и обеспечивает динамический диапазон PER до 50 дБ. Он поддерживает многоканальные измерения и в реальном времени отображает PER, оптическую мощность, угол поляризации и DOP, поэтому подходит для производства компонентов с сохранением поляризации и исследовательских испытаний.

О: DOP можно измерять методами скремблирования или полного анализа поляризации. Традиционные методы включают сжатие волокна, при котором состояние поляризации изменяется под давлением, и вращение фазовой пластинки, изменяющей поляризацию перед регистрацией экстремумов оптической мощности.

Измеритель степени поляризации Joinwit JW8609 использует скремблирование с двумя вращающимися фазовыми пластинками, уменьшающее колебания оптической мощности при измерении. Изменение мощности составляет менее 0,002 дБ, что повышает стабильность измерений сигналов с DOP ниже 10%. JW8609 обеспечивает точность DOP 0,1%, разрешение 0,01% и время одного измерения 0,5 с.

О: Для быстрых изменений поляризации требуется параллельная архитектура детектирования, одновременно регистрирующая параметры поляризации. Проходной поляриметр Joinwit JW8611 использует четырехканальное синхронное измерение всех четырех параметров Стокса и способен отслеживать быстрые флуктуации поляризации.

Программное обеспечение для ПК отображает траекторию SOP на сфере Пуанкаре в реальном времени и показывает изменение поляризации во времени в виде осциллограммы. Поэтому проходной поляриметр подходит для динамического анализа поляризации и управления с обратной связью в реальном времени.

О: Из-за очень узкой ширины линии DFB-лазеров обычное измерение PER может быть затруднено. Один из методов - термоциклическое измерение PER. Испытуемое волокно помещают в нагреватель с регулируемой температурой, например JW8612. Циклическое изменение температуры меняет двулучепреломление волокна и непрерывно изменяет его состояние поляризации.

При совместной работе с быстродействующим поляризационным анализатором, например проходным поляриметром JW8611, система регистрирует изменение параметров Стокса в ходе температурного цикла. По этим данным определяется PER узкополосного источника. Метод обеспечивает воспроизводимые измерения PER лазеров и компонентов с сохранением поляризации.

О: Эти три прибора предназначены для разных задач измерения поляризации:

Руководство по выбору

• Выбирайте JW8605, если основная задача - измерение PER до 50 дБ, в том числе со свободнопространственным оптическим входом.
• Выбирайте JW8611 для высокоскоростного анализа SOP/DOP, динамического контроля поляризации и юстировки CPO/ELS.
• Выбирайте JW8609, если основная задача - точное измерение источников света с DOP ниже 10%.

О: При сварке волокна с сохранением поляризации и юстировке поляризационно-чувствительных компонентов критически важно точно совместить оси поляризации. Контроль PER и SOP в реальном времени помогает выполнять такую юстировку.

Многоканальный измеритель PER JW8605 позволяет сравнивать PER до и после сварки и быстрее оценивать рассогласование осей поляризации.

В системах активной юстировки проходной поляриметр JW8611 обеспечивает высокоскоростную обратную связь и аналоговый выход для замкнутого управления, позволяя автоматически находить положение с максимальным PER или минимальными вносимыми потерями.

После юстировки измеритель DOP JW8609 можно использовать для оценки стабильности степени поляризации источника. Вместе три прибора обеспечивают измерение поляризации на этапах исследований, юстировки и производственного контроля.

О: PER является ключевым параметром для оценки способности оптических волокон и компонентов сохранять поляризацию, а также качества сварки и совмещения осей. Типовые применения:

• Контроль сварки PM-волокна: снижение PER может указывать на механическое напряжение или рассогласование осей в месте сварки.
• Испытание Y-волноводов и PM-ответвителей: одновременное измерение PER и отношения мощностей на двух выходах помогает оценить симметрию деления.
• Сопряжение лазера с PM-волокном: PER служит важным показателем совмещения поляризации и стабильности сопряжения.
• Волоконно-оптические гироскопы: поляризационная экстинкция является важным фактором, влияющим на стабильность смещения и масштабный коэффициент гироскопа.

Поэтому PER широко применяется как основной измерительный параметр при оценке характеристик и надежности оптических систем с сохранением поляризации.