環(huán)行器的光學(xué)性能主要體現(xiàn)在其接入損耗（IL）、偏振相關(guān)損耗（PDL），隔離度(IS)以及回波損耗（RL）和串?dāng)_（CT）等參數(shù)方面。其中IL及PDL主要來源于光路中各元器件的材料損傷、反射、變形，以及準(zhǔn)直器與光束的耦合損耗等方面；隔離度性能下降主要由FR、WP的溫度及波長相關(guān)特性所導(dǎo)致，此外FR及各晶體材料的消光比(ER)參數(shù)及加工時(shí)的誤差也會(huì)在一定程度上導(dǎo)致隔離度減��；RL主要來源于各通光端面的反射光，通過在各個(gè)通光面上鍍上增透膜（AR）可以極大改善該參數(shù)；CT主要由雙光纖準(zhǔn)直器的各端面反射所引起，此外各通光面所反射的回傳光也會(huì)在一定程度上增大串?dāng)_。
由于IS是衡量環(huán)行器性能的最重要參數(shù)之一，我們對(duì)此作一理論分析，采用瓊斯矩陣法，我們對(duì)光路中所經(jīng)過的元器件的瓊斯矩陣連乘，并作用到輸入光束上，如（1）式所示，所得即為光束輸出結(jié)果，如（2）式求模平方并取對(duì)數(shù)可得按dB表示的輸出隔離度參數(shù)。取典型參數(shù)，將每個(gè)BC考慮為消光比為65dB的偏振片，F(xiàn)R的45度旋光波長為1550nm，其溫度及波長相關(guān)系數(shù)為0.07度/nm和0.063度/℃，可求得其隔離度隨波長的變化特性如圖6所示，由圖可知，在1505～1595nm范圍內(nèi)，我們所設(shè)計(jì)的器件隔離度大于45dB。實(shí)際制作時(shí)由于各元器件的的缺陷等因素導(dǎo)致性能不如理論分析結(jié)果，在70nm波長范圍內(nèi)隔離度能夠大于40dB。
3. 結(jié)論
本文提出了多端口閉路環(huán)行器的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)端口數(shù)為奇數(shù)及偶數(shù)，我們提出了兩種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，分析了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)原理及光路結(jié)構(gòu)，并對(duì)參數(shù)性能作了理論分析。由分析結(jié)果可知，該設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)任意端口數(shù)目的光路循環(huán)功能，對(duì)于光通信網(wǎng)絡(luò)中的往返雙路傳輸、OADM及色散補(bǔ)償?shù)葢?yīng)用具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
[1] Jungho Kim and Byoungho Lee. Bidirectional Wavelength Add–Drop Multiplexer Using Multiport Optical Circulators and Fiber Bragg Gratings, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 12, No. 12, May. 2000.
[2] Kazuhiro Oda and Hiromu Tova. An Optical FDM-Add/Drop Multiplexing Ring Network Utilizing Fiber Fabry-Perot Filters and Optical Circulator, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 5, No. 7, Jul. 1993.
[3] An Vu Tran, et al. Reconfigurable Multichannel Optical Add–Drop Multiplexers Incorporating Eight-Port Optical Circulators and Fiber Bragg Gratings, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 13, No. 10, Oct. 2001.
[4] Shigematsu, et al. Chromatic dispersion compensator and chromatic dispersion compensating optical communication system, US Patent Number: 5701188, Dec. 23, 1997.
[5] S. Nishi, K. Aida, and K. Nakagawa, Highly efficient configuration of erbium-doped fiber amplifier, ECOC’90, MoG4.3 (Amsterdam, The Netherlands), 1990.
[6] Y. Sato and K. Aoyama, OTDR in optical transmission systems using Er-doped fiber amplifiers containing optical circulators, IEEE Photonic Technology Letters, vol. 3, no. 11, pp. 1001-1002,1991.
[7] Andrew Niall Robinson, Bidirectional dispersion compensation system, US Patent Number: 6157477, Dec. 5, 2000.
[8] Masafumi Koga, et al. High-Isolation Polarization-Insensitive Optical Circulator for Advanced Optical Communication Systems, Journal of Lightwave Technology, Vol. 10, No. 9, Sep. 1992.
[9] W. J. Carlsen and P. Melman, Birefringent Optical Multiplexer With Flattened Bandpass, U.S. Patent 4 685 773, Aug. 11, 1987.
[10] Y. Huang and P. Xie, “Optical Polarization Beam Combiner/Splitter,” U.S. Patent 6 282 025 B1, Aug. 28, 2001.