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光环行器是一个非互易性三端口器件,只允许信号从一个端口到另一个端口单向传输,广泛的应用在光纤通信,无线局域网和雷达系统中。它可以用在微波通讯中作为分路元件,在测试设备中可以用于定向耦合器、隔离器,在参量放大器中使用环行器可以提高放大器的增益带宽,在雷达和微波系统中,光环行器可以用于收发开关。 随着科学及现代社会的发展,系统和元件的精度高,重量轻,体积小,成本低,性能稳定,容易集成,连接方便等等已经成为一种主要的发展趋势,基于这样的要求,阵列环行器的设计与研制势在必行。 本论文主要包括六个部分: 第一章介绍了光学环行器的发展现状和应用领域。 第二章首先对常用光学环行器的工作原理和基本结构做了系统的学习和研究,同时,对影响光信号输出的参数和相关技术要求进行了分析,为阵列环行器的优化设计提供了理论依据。 第三章对阵列环行器的结构进行了研究,为了提高环行器的插损和温度性能,环行器芯采用对称式结构,并对各个光学元件进行了选择,使用了自聚焦透镜GRIN Lens和高精度的双折射晶体YVO4。 第四章对本论文阐述的阵列环行器各部件的进行了合理的设计并绘制相关图纸,在装配过程中,选择了满足调试要求的仪器,进行精准的调试。以达到产品设计的精度要求。 第五章对本论文研制出的阵列环行器的插损,隔离度,偏振膜色散等主要参数进行了测试和分析,插损达到了0.4dB以下,隔离度大于50dB,偏振膜色散达到了0.018ps以下,远远高于目前市场上普通环行器的性能。通过对小批量试制产品的测试,证明其生产工艺稳定,性能优良,具有可行性,可批量生产。 第六章对本论文进行了系统的总结。 阵列环行器具有精度高,集成程度高,结构紧凑,体积小,性能一致性好,易于大规模生产等突出优势。各路输入光信号经过阵列环行器的端口输入,实现了多路光信号同时传输的功能。由于国际互联网的发展,信息网络的速率与容量均呈指数形式增长,光无源器件是宽带光城域网/接入网中的重要组成部分,有广阔的市场前景。