電動(dòng)偏振控制器?PolaRite?Ⅱ/Ⅲ常見問題及解答

　一、光學(xué)部分

     1. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的工作波長(zhǎng)范圍（或帶寬）為多少？

GeneralPhotonics的標(biāo)準(zhǔn)PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的工作波長(zhǎng)范圍為1260~ 1650 nm。這個(gè)波長(zhǎng)范圍涵蓋了整個(gè)通信波長(zhǎng)。PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的性能指標(biāo)是在波長(zhǎng)1550nm下的指標(biāo)。根據(jù)客戶的需求提供波長(zhǎng)為1310nm下的指標(biāo)。用戶同樣可獲得970~ 1650 nm的超寬波長(zhǎng)范圍。（注：指標(biāo)中的工作波長(zhǎng)只能提供1550nm或1310nm的）

2. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器可在波長(zhǎng)為980nm、1060nm、1310nm或530nm時(shí)工作嗎？

可以。PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器制造使用的光纖可由用戶提供，或由GeneralPhotonics提供常規(guī)波長(zhǎng)1550 nm以外的光纖，例如：用于1310nm、1060nm、980nm或530nm的單模光纖。在訂購產(chǎn)品時(shí)，需要指定工作波長(zhǎng)。請(qǐng)注意GeneralPhotonics的標(biāo)準(zhǔn)光纖覆蓋1260 ~ 1650 nm或970~1300 nm的范圍。由非標(biāo)準(zhǔn)光纖制成的偏振控制器具有不同的性能，以及與標(biāo)準(zhǔn)件不同的保修期。

3. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的插入損耗為多少？

PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器中全部使用光纖，總的插入損耗包括固有的光纖損耗和機(jī)械效應(yīng)引起的損耗。在波長(zhǎng)為1550nm時(shí)，PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的插入損耗典型值約為0.05dB。

4. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的激活損耗為多少？

激活損耗是器件工作引起的插入損耗的變化。PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的激活損耗是外部驅(qū)動(dòng)電壓的函數(shù)，是在壓電陶瓷工作過程中纖芯里光功率損耗的結(jié)果。微彎是造成這種損耗的主要因素。指標(biāo)里列出的激活損耗是在加載整個(gè)DC電壓（如：150V）下器件插入損耗的變化。GeneralPhotonics的PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的設(shè)計(jì)具有極低的激活損耗，典型值小于0.01dB。根據(jù)用戶的需求，還可提供激活損耗小于0.005dB的器件。

5. 為什么在多數(shù)應(yīng)用中需要極低的激活損耗？

偏振控制器的重要應(yīng)用包括偏振相關(guān)損耗（PDL）測(cè)量及擾偏。在PDL測(cè)量中，偏振控制器的激活損耗會(huì)增加測(cè)量結(jié)果的不確定性。例如，如果激活損耗為0.2 dB，PDL測(cè)量不確定性至少比0.2dB高。對(duì)于擾偏應(yīng)用，激活損耗增加了光信號(hào)噪聲的幅度。這樣的噪聲能與光信號(hào)干涉，或在應(yīng)用中降低了信號(hào)探測(cè)能力。因此，激活損耗低對(duì)于偏振控制器非常重要。

6. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的偏振相關(guān)損耗為多少？

PDL是在所有輸入偏振態(tài)（SOP）中光功率透射率的最大值與最小值之差，單位為dB。PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的偏振相關(guān)損耗的典型值約為0.01dB。

7. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ偏振控制器的偏振模色散為多少？

PolaRite^TMⅡ偏振控制器的偏振模色散（PMD）為：對(duì)于PCS-3X，PMD最大值小于60fs；對(duì)于PCS-4X，PMD最大值小于80fs。PMD的最大值發(fā)生在驅(qū)動(dòng)電壓為最大值時(shí)（~4到5V_π）。對(duì)于擾偏應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)電壓約為1.5倍V_π。在這個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓下，PMD被限制在小于40fs（PCS-3X）或50fs（PCS-4X）。PolaRite^TMⅢ偏振控制器與PolaRite^TMⅡ偏振控制器相似。PMD值如下所示：

      8. PolaRite^TM偏振控制器的工作原理是什么？PolaRite^TM、PolaRite^TMⅡPolaRite^TMⅢ之間的區(qū)別是什么？

所有PolaRite^TM偏振控制器具有相同的工作原理。它們都是基于擠壓光纖技術(shù)，可將任意的輸入偏振態(tài)轉(zhuǎn)換為任意的輸出偏振態(tài)。它們之間的主要區(qū)別是外形和控制方法。PolaRite^TM手動(dòng)偏振控制器需要外部的旋轉(zhuǎn)（移動(dòng)）控制。它有各種尺寸和連接頭組合，通常用于靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的偏振控制。PolaRite^TMⅡ電動(dòng)偏振控制器具有3軸和4軸的版本，電動(dòng)控制，沒有外部移動(dòng)部位，主要用于自動(dòng)和高速偏振控制。PolaRite^TMⅢ電動(dòng)偏振控制器與PolaRite^TMⅡ相似。主要的區(qū)別是PolaRite^TMⅢ的特殊設(shè)計(jì)用于系統(tǒng)集成，具有較小的外形和較高的溫度穩(wěn)定性。

9. PolaRite^TMⅡ電動(dòng)偏振控制器的V_{π DC}和V_{π AC}是什么？

V_πDC和V_{π AC}都定義為電壓變化，兩個(gè)特征偏振態(tài)對(duì)應(yīng)相位的偏移，V_πDC對(duì)應(yīng)慢速、直流電壓變化，而V_{π AC}對(duì)應(yīng)相位變化一個(gè)π的交流頻率f處的電壓變化。PolaRite^TMⅡ的V_{π DC}典型值約為30V，從DC到~20kHz幾乎為常數(shù)，因?yàn)?/span>V_{π DC}和V_{π AC}在低頻時(shí)相等。除了在諧振頻率處，通常不會(huì)分開指明。

10. PolaRite^TMⅡ電動(dòng)偏振控制器的諧振頻率和諧振V_π分別為多少？

電機(jī)和機(jī)械外殼增強(qiáng)了PolaRite^TMⅡ器件在某些特定頻率下的性能。這些特定的頻率（典型值60kHz、100kHz、130kHz和160kHz）被稱為PolaRite^TMⅡ電動(dòng)偏振控制器的諧振或諧振頻率，諧振頻率的分布取決于電機(jī)和封裝的力學(xué)邊界條件。在這些頻率處，半波電壓V_{π DC}值顯著減少。諧振頻率的V_π典型值約為2~10 V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于約30 V的V_{π DC}。

11. 偏振控制與擾偏的主要區(qū)別是什么？

PolaRite^TMⅡ電動(dòng)偏振控制器可執(zhí)行兩個(gè)主要的功能：靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的偏振控制及擾偏。對(duì)于這兩種應(yīng)用，性能是不同的。對(duì)于擾偏，優(yōu)化了器件的激活損耗（小于0.01dB）和諧振V_π。對(duì)于偏振控制，優(yōu)化了速度和帶寬。

12. 如何PolaRite^TMⅡ/Ⅲ的偏振控制功能？

PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器可看作3通道（PCS/MPC-3X）或4通道（PCS/MPC-4X）的串聯(lián)可變波片。第一個(gè)和第三個(gè)波片的光軸在同一個(gè)方向上對(duì)準(zhǔn)，第二個(gè)和第四個(gè)波片的光軸與第一個(gè)和第三個(gè)波片的光軸成45°。理論上，三個(gè)可變波片的組合足夠?qū)⑷我獾妮斎?/span>SOP轉(zhuǎn)換為任意的輸出SOP，即使輸入SOP是第一個(gè)波片的本征態(tài)。因此，PolaRite^TMⅡ/Ⅲ可作為電動(dòng)偏振控制器。用戶可將DC電壓加載到PolaRite^TMⅡ/Ⅲ的管腳，得到期望的偏振態(tài)。在邦加球的表面上，兩個(gè)互成45°角的波片產(chǎn)生正交的SOP軌跡。這個(gè)正交性使得偏振態(tài)控制算法比其它機(jī)械方法簡(jiǎn)單得多。

13. 如何使用PolaRite^TMⅡ的擾偏功能？

對(duì)于最小的偏振度（DOP），使用PolaRite^TMⅡ的擾偏功能，要滿足以下兩個(gè)條件：

（1）幅值條件：

（2）頻率條件：

14. PCS/MPC-3X和PCS/MPC-4X的主要區(qū)別是什么？

它們之間的主要差別是光纖擠壓器的數(shù)量不同：PCS/MPC-3X有三個(gè)，PCS/MPC-4X有四個(gè)。對(duì)于連續(xù)的偏振控制，推薦用戶使用PCS/MPC-4X。

15. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的響應(yīng)時(shí)間為多少？

當(dāng)處于較低幅度的方波驅(qū)動(dòng)時(shí)，上升時(shí)間和下降的光學(xué)響應(yīng)時(shí)間（或開關(guān)時(shí)間）大約為30μs。

16. 使用PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器時(shí)，從一個(gè)SOP轉(zhuǎn)換到另一個(gè)SOP的速度有多快？

轉(zhuǎn)換速度取決于使用的控制算法和實(shí)現(xiàn)所期望SOP的步驟。最快的轉(zhuǎn)換速度（30μs）發(fā)生在只涉及一個(gè)步驟時(shí)。通常，SOP的轉(zhuǎn)換速度正比于步驟的數(shù)量，~N×30μs（N= 1，2，3…m）。在工作結(jié)束時(shí)，最后的SOP達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，可能存在一個(gè)較短的建立時(shí)間。換句話說，SOP轉(zhuǎn)換速度取決于控制算法。

17. 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓由開轉(zhuǎn)為關(guān)時(shí)，SOP的Stokes值能保持嗎？它的重復(fù)性怎樣？

我們使用PCS-3X測(cè)試SOP漂移問題，驅(qū)動(dòng)電壓V₁= V₂ = V₃ = 70 V（DC），作為一個(gè)恒定的負(fù)載條件?；趦蓚€(gè)不相關(guān)的測(cè)量，一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)閉，另一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓打開（例如：V₁ = V₂= V₃ = 70 V），光纖固定在光學(xué)工作臺(tái)上，12小時(shí)的漂移率大約為0.01dB/hr（測(cè)量光功率透過率的差值，使用差值的目的是去除背景的隨機(jī)漂移）。

18. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ中是否存在磁滯效應(yīng)？

是的。當(dāng)正向和反向電壓應(yīng)用到PolaRite^TMⅡ/Ⅲ上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生非對(duì)稱的位移。當(dāng)振蕩電壓應(yīng)用到PolaRite^TMⅡ/Ⅲ上時(shí)，你可觀測(cè)到光功率透射率的磁滯曲線。當(dāng)掃描電壓幅度增加時(shí)，磁滯變得越來越顯著。

19. 可以消除PolaRite^TMⅡ/Ⅲ的磁滯效應(yīng)嗎？

是的。你可使用一個(gè)非對(duì)稱的補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電壓，它的正向電壓小于反向電壓，產(chǎn)生與正向軌跡相同的反向電壓軌跡。

20. 如何將PolaRite^TMⅡ電動(dòng)偏振控制器用作穩(wěn)偏器？

SOP穩(wěn)偏器要求三個(gè)元件：SOP發(fā)生器、SOP監(jiān)控器以及控制電路。在系統(tǒng)中，PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器作為SOP發(fā)生器。GeneralPhotonics的PolaDetect^TM偏振分析儀或相似的器件用來監(jiān)控SOP。基于驅(qū)動(dòng)條件和從SOP監(jiān)控器輸出的信號(hào)，可設(shè)計(jì)開環(huán)或閉環(huán)穩(wěn)定SOP的控制電路。GeneralPhotonics的穩(wěn)偏器（POS-002和POS-20X）集成了上述三種元件。

21. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器能產(chǎn)生所有的SOP并覆蓋整個(gè)邦加球嗎？

可以。PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器能產(chǎn)生所有的SOP并覆蓋整個(gè)邦加球。

22. 如果輸入的SOP為第一個(gè)通道的本征態(tài)，會(huì)發(fā)生什么？

如果輸入的SOP為第一個(gè)通道的本征態(tài)，即電場(chǎng)矢量平行或垂直于通道方向的線偏振光，第一個(gè)通道僅調(diào)制光束的相位前沿，它不會(huì)改變SOP。因此，必須在第三個(gè)通道上加載控制電壓來解決這個(gè)問題。

23. 在熔接光纖前，如何去除黃色的光纖涂覆層？

使用打火機(jī)外焰去除光纖涂覆層，減小燃燒時(shí)間，避免損壞光纖，然后使用酒精擦除殘留物，再用光纖切割刀處理光纖端面后，即可進(jìn)行熔接。

24. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的最大輸入光功率是多少？

最大輸入光功率與PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器使用的光纖（典型光纖：SMF-28）相同?；谥圃焐虜?shù)據(jù)，波長(zhǎng)1550nm的連續(xù)光，光功率可達(dá)1000mW?？偟膩碚f，大多數(shù)光纖耦合器件能接受的光功率，都能安全地進(jìn)入PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器。

25. a）PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器可連續(xù)地進(jìn)行偏振控制嗎？b）在連續(xù)工作模式下，有如何進(jìn)行偏振控制的相關(guān)說明嗎？c）在連續(xù)工作模式下，PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的響應(yīng)時(shí)間為多少？

a）PCS/MPC-3X和PCS/MPC-4X都能提供連續(xù)的偏振控制，但是四軸版本的控制算法要比三軸版本的簡(jiǎn)單。

b）請(qǐng)參考下面的連續(xù)偏振控制相關(guān)文獻(xiàn)：(1) N. G. Walker and G.R. Walker, “Endless Polarization Controlusing four fiber squeezers,” Electron Letters, vol.23, No. 6, pp.290-292(1987). (2) R. Noe, “Endless polarization control in coherent opticalcommunications,” Electron Letters, vol. 22, No. 15, pp.772-773 (1986). (3) R.Noe, H. Heidrich, and D. Hoffmann, “Endless polarization control for coherentoptics,” Journal of Lightwave Technology, Vol.6, No. 7, pp.1199-1207 (1988).

c）響應(yīng)時(shí)間取決于用戶的控制算法。

26. 這種基于機(jī)械的光纖擠壓器會(huì)損壞光纖嗎？

不會(huì)。眾所周知，保偏光纖非?？煽?。在PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器中，加載在光纖上的最大機(jī)械應(yīng)力略小于或等于加載在保偏光纖上的應(yīng)力。此外，GeneralPhotonics的制造工藝和選擇使用特殊的材料提高了器件的耐久性。因此，PolaRite^TMⅡ/Ⅲ器件中光纖損壞的可能性較小。在極端的激活條件下，基于內(nèi)部應(yīng)力實(shí)驗(yàn)和分析光纖應(yīng)力模型，得出光纖的使用壽命（MTTF）估計(jì)超過10億年。

27. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的壽命為多少？

器件的壽命受限于壓電陶瓷擠壓光纖的使用，這主要受到濕度的影響。全密封結(jié)構(gòu)使得器件的壽命（MTTF）約為40年。

28. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的驅(qū)動(dòng)電流為多少？

壓電陶瓷可看作純電容負(fù)載，電容值為0.18μF。因此，總電流取決于驅(qū)動(dòng)電壓和頻率：

      其中，C為電容。對(duì)于正弦驅(qū)動(dòng)信號(hào)，

峰值電流為2πV₀f。對(duì)于線性斜坡，

例如：電容值為0.18μF，100μs內(nèi)從0到20V，壓電陶瓷的驅(qū)動(dòng)電流為：

29. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的性能受溫度影響的情況？

兩個(gè)器件的推薦工作溫度范圍為-25 ~ 80℃（外殼溫度）。器件的諧振頻率會(huì)隨溫度變化，這會(huì)影響諧振擾偏性能。但非諧振半波電壓在指定的溫度范圍內(nèi)則相對(duì)均勻。

二、電學(xué)部分

1. PolaRite^TMⅡ/Ⅲ電動(dòng)偏振控制器的驅(qū)動(dòng)電路都有哪些？

PolaRite^TMⅢ電動(dòng)偏振控制器的驅(qū)動(dòng)電路是MPD-001，PCD-M02就是包含驅(qū)動(dòng)電路的電動(dòng)偏振控制器。PCD-M02上有一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器，所以它不需要外部高壓電源。它可接受0~ 5V的模擬控制信號(hào)或TTL數(shù)字控制信號(hào)。

2. PCD-M02的頻率范圍為多少？

PCD-M02的工作帶寬取決于所需的輸出電壓。

對(duì)于PCD-M02，。這決定了單通道的最大輸出電壓和頻率條件。

對(duì)于，這決定了在相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)下，同時(shí)使用所有輸出通道的最大輸出電壓和頻率條件。如果電壓-頻率超過了這里的指標(biāo)，波形將會(huì)失真。

對(duì)于全范圍（V_pp= 150 V）工作，用戶可得到每個(gè)擠壓器4 ~ 5 π的延遲，但是對(duì)于PCD-M02（使用全部通道），工作頻率范圍在0 ~ 333 Hz。但是，對(duì)于大多數(shù)情況，在PCD-M02的連續(xù)擾偏功能中，每個(gè)擠壓器只要求1.53 π的延遲。相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓為V_pp = ~ 50V的數(shù)量級(jí)。在這種情況下，工作頻率范圍可擴(kuò)展到0 ~ 1 kHz。

不推薦使用諧振頻率驅(qū)動(dòng)PCD-M02。因?yàn)榇蠖鄶?shù)諧振頻率分布在50 ~ 200 kHz，諧振頻率的驅(qū)動(dòng)電壓典型值小于10 V，如果用戶希望在這些諧振峰處工作，可使用函數(shù)發(fā)生器代替驅(qū)動(dòng)器。

3. 保持PolaRite^TMⅡ/Ⅲ驅(qū)動(dòng)器的波形不失真，上限輸入頻率為多少？

嚴(yán)格地說，不變形的頻率上限取決于輸出電壓和壓電陶瓷的負(fù)載阻抗。在沒有負(fù)載時(shí)，驅(qū)動(dòng)器的輸出與輸入成完美的線性關(guān)系。在有壓電陶瓷負(fù)載時(shí)，有效的阻抗被強(qiáng)烈地調(diào)制，產(chǎn)生上限頻率。詳細(xì)信息參加問題2的答案。

4. PCD-M02的功耗是多少？

PCD-M02要求+ 12 V / 1.2 A和- 12 V / 0.1 A的電源。當(dāng)一個(gè)通道單獨(dú)工作時(shí)，每通道的最大峰值電流為60 mA，當(dāng)四個(gè)通道同時(shí)工作時(shí)，每通道最大峰值電流為20 mA。

5. 如何進(jìn)行控制電路的遠(yuǎn)程控制？

PCD-M02可由TTL數(shù)字電平控制。它要求R/W位，2個(gè)控制通道和12位控制信號(hào)。DIO卡可用來產(chǎn)生控制信號(hào)，許多DIO卡都能通過RS-232或USB進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。