消光比

偏振态稳定性能的指标

消光比，是指激光器在发射全“1”码时的光功率P1与全“0”码时发射的光功率P0之比。

消光比简介

在数字光纤通信系统中，理论上光发射机在传送数字信号过程中，发“0”码时应无光功率输出。但实际的光发射机由于光源器件本身的问题或是直流偏置选择不当，致使发“0”码时也有微弱的光输出。理论分析表明，这种情况将导致接收机灵敏度下降，消光比EXT就是描述光发射机这种性能的指标。所谓消光比，是指激光器在发射全“1”码时的光功率P1与全“0”码时发射的光功率P0之比。

光源的消光比将直接影响接收机的灵敏度，为了不使接收机的灵敏度明显下降，消光比一般应大于10dB，如果激光器的偏置电流过大，会使消光比恶化从而降低接收机的灵敏度。

设激光器阈值电流瓦，一般取如 =(0．85～0．95) 。令驱动脉冲电流的峰一峰值为，为避免结发热和码型效应，需满足关系式 + =(1．2～1．3) 。

所谓结发热效应，是指即使在环境温度不变的情况下，由于调制电流作用引起激光器结区温度的变化，结果导致输出光脉冲形状发生变化的效应。在电流脉冲持续时间内，结温随时间的增加而增加，而输出光功率却随时间增加而减小；电流脉冲过后，结温随时间减小，输出的光功率却随时间增加，最后达到偏置电流的稳定值。所以如果同一连续的脉冲电流去调制激光器而脉冲电流的宽度又足够宽，那么由于结发热效应，光脉冲将出现调制失真。实验证明，当偏流逼近阈值，并适当选择调制电流幅度，对减小结发热效应是有利的。码型效应的特点是脉冲序列中较长的连“0”码后出现的“1”码脉冲明显减小。而且连“0”码数目越多，调制速率越高，这种效应越显。

马吕斯定律

透过两偏振片的光强随两偏振片的透光轴的夹角θ而变化，即

=θ

式中，是两偏振片透光轴平行(θ=0)时的透射光强。上式所表示的关系称为马吕斯(Malus)定律。当它们的透光轴互相垂直时，如果偏振片是理想的(即自然光通过偏振片后成为完全的线偏振光)，透射光强应该为零。随着夹角p的变化，可连续改变透射光的光强。

实际的偏振器件总不是理想的，自然光透过后获得到的不是完全的线偏振光，而是部分偏振光。因此，即使两个偏振器的透光轴互相垂直，透射光强也不为零。称这时的最小透射光强与两偏振器透光轴互相平行的最大透射光强之比称为消光比，它是衡量偏振器件质量的重要参数；消光比愈小，偏振器件产生的偏振光的偏振度高。人造偏振片的消光比约为10～。

实际应用

消光比的不足容易引起对码元的误判等一系列问题。假如二个偏振元件P1和P2左右排置放着，如我们称P1为起偏器，透过P1的光为线偏振光，称P2为检偏器，如果P1和P2的光轴一致，则透过P2的光强最强，如果P1和P2的光轴相差90度，则光强为零。假如通过P1的线偏振光的振幅为E，则光强为I0=E^2。E可以分解为Ecosθ和Esinθ两个互相垂直的分量，其中Ecosθ分量平行于检偏器的透光轴，而Esinθ分量则是垂直于该透光轴，故这两个分量中只有Ecosθ分量才能从检偏器通过，因此I=（Ecosθ）^2=I0(cosθ)^2，此式称为马吕斯定律。消光比：实际上偏振器件并不都是理想的，也就是说自然光通过P1后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，透过光强也不为零。

在实际生产中，由于设备及环境差异的问题，消光比很难控制，只能将消光比控制在某一范围。由于消光比的决定因素是功率，所以消光比的影响因素可以从两大方面考虑：

第一，温度差异。温度的差异会导致电路元件参数的改变，影响功率，从而引起消光比变化。

第二，光路洁净度差异。光路的洁净度会影响光功率的损耗，但是P1与P0的功率变化值不是线性关系（分子分母减去同一个值），根据定义消光比会变大。

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