消光比

消光比，是指雷射器在發射全“1”碼時的光功率P1與全“0”碼時發射的光功率P0之比。

基本介紹

• 中文名：消光比
• 外文名：extinction ratio;EXT
• 包括：最大透過光強與最小透過光強
• 關於：於數字脈衝光發射機
• 套用：檢偏振器相

消光比簡介

在數字光纖通信系統中，理論上光發射機在傳送數位訊號過程中，發“0”碼時應無光功率輸出。但實際的光發射機由於光源器件本身的問題或是直流偏置選擇不當，致使發“0”碼時也有微弱的光輸出。理論分析表明，這種情況將導致接收機靈敏度下降，消光比EXT就是描述光發射機這種性能的指標。所謂消光比，是指雷射器在發射全“1”碼時的光功率P1與全“0”碼時發射的光功率P0之比。

光源的消光比將直接影響接收機的靈敏度，為了不使接收機的靈敏度明顯下降，消光比一般應大於10dB，如果雷射器的偏置電流過大，會使消光比惡化從而降低接收機的靈敏度。

設雷射器閾值電流瓦，一般取如 =(0．85～0．95) 。令驅動脈衝電流的峰一峰值為 ，為避免結髮熱和碼型效應， 需滿足關係式 + =(1．2～1．3) 。

所謂結髮熱效應，是指即使在環境溫度不變的情況下，由於調製電流作用引起雷射器結區溫度的變化，結果導致輸出光脈衝形狀發生變化的效應。在電流脈衝持續時間內，結溫隨時間的增加而增加，而輸出光功率卻隨時間增加而減小；電流脈衝過後，結溫隨時間減小，輸出的光功率卻隨時間增加，最後達到偏置電流的穩定值。所以如果同一連續的脈衝電流去調製雷射器而脈衝電流的寬度又足夠寬，那么由於結髮熱效應，光脈衝將出現調製失真。實驗證明，當偏流逼近閾值，並適當選擇調製電流幅度，對減小結髮熱效應是有利的。碼型效應的特點是脈衝序列中較長的連“0”碼後出現的“1”碼脈衝明顯減小。而且連“0”碼數目越多，調製速率越高，這種效應越顯。

馬呂斯定律

透過兩偏振片的光強隨兩偏振片的透光軸的夾角θ而變化，即

=θ

式中，是兩偏振片透光軸平行(θ=0)時的透射光強。上式所表示的關係稱為馬呂斯(Malus)定律。當它們的透光軸互相垂直時，如果偏振片是理想的(即自然光通過偏振片後成為完全的線偏振光)，透射光強應該為零。隨著夾角p的變化，可連續改變透射光的光強。

驗證馬呂斯定律和測定消光比的裝置

實際的偏振器件總不是理想的，自然光透過後獲得到的不是完全的線偏振光，而是部分偏振光。因此，即使兩個偏振器的透光軸互相垂直，透射光強也不為零。稱這時的最小透射光強與兩偏振器透光軸互相平行的最大透射光強之比稱為消光比，它是衡量偏振器件質量的重要參數；消光比愈小，偏振器件產生的偏振光的偏振度高。人造偏振片的消光比約為10～。

實際套用

消光比的不足容易引起對碼元的誤判等一系列問題。假如二個偏振元件P1和P2左右排置放著，如我們稱P1為起偏器，透過P1的光為線偏振光，稱P2為檢偏器，如果P1和P2的光軸一致，則透過P2的光強最強，如果P1和P2的光軸相差90度，則光強為零。假如通過P1的線偏振光的振幅為E，則光強為I0=E^2。E可以分解為Ecosθ和Esinθ兩個互相垂直的分量，其中Ecosθ分量平行於檢偏器的透光軸，而Esinθ分量則是垂直於該透光軸，故這兩個分量中只有Ecosθ分量才能從檢偏器通過，因此I=（Ecosθ）^2=I0(cosθ)^2，此式稱為馬呂斯定律。消光比：實際上偏振器件並不都是理想的，也就是說自然光通過P1後得到的不是完全的偏振光，而是部分偏振光；即使P1和P2互相垂直，透過光強也不為零。當它們相對轉動時，稱檢偏振器相對於被檢偏振器的最大透過光強與最小透過光強之比稱為消光比。消光比是衡量偏振器質量的重要參數，消光比越大，該偏振器質量越高。

在實際生產中，由於設備及環境差異的問題，消光比很難控制，只能將消光比控制在某一範圍。由於消光比的決定因素是功率，所以消光比的影響因素可以從兩大方面考慮：

第一，溫度差異。溫度的差異會導致電路元件參數的改變，影響功率，從而引起消光比變化。

第二，光路潔淨度差異。光路的潔淨度會影響光功率的損耗，但是P1與P0的功率變化值不是線性關係（分子分母減去同一個值），根據定義消光比會變大。