Светоделители - Направление использования - еще раз

Это хороший вопрос: когда вы впервые встречаете светоделитель, эти метки вызывают недоумение, но я понимаю от производителей, что все следующие причины могут быть причинами меток (пункт 1 является наиболее распространенным):

1. При использовании лучей очень высокой мощности вы хотите, чтобы большая часть разделения происходила, как только луч встречает первую границу раздела, чтобы половина мощности луча отражалась. Цементированный слой является наиболее уязвимой частью устройства для поглощающего теплового повреждения. Если луч встречается с границей раздела перед тем, как попасть в цементный слой, последний ощущает только половину входного луча вместе с затухающим полем от отражающего луча. Эфемерное поле, конечно, не может нагреть цемент;

2. Полная матрица рассеяния светоделителя представляет собой$8\times 8$унитарная (для без потерь), самотранспонирующаяся (для взаимности) матрица: имеется четыре порта с двумя собственными состояниями поляризации для каждого. Даже если устройство не смешивает поляризации, у вас есть$4\times 4$матрица рассеяния, что означает, что для полного определения устройства требуется очень много комплексных чисел (см. сноску). Несмотря на то, что большинство этих цифр будут близки к нулю, производители предполагают, что вы будете использовать светоделитель в определенной ориентации, так что им нужно будет контролировать/измерять только некоторые из этих параметров. Таким образом, для некоторых производителей и прецизионных приложений устройство будет полностью соответствовать своим спецификациям только при использовании в предписанной ориентации, хотя, конечно, оно по-прежнему будет вести себя как светоделитель при использовании в других ориентациях, при условии, что мощность достаточно низка, чтобы точка 1 не работала. не проблема;

3. Очень похоже на пункт 2: четыре оптически активные грани светоделителя имеют в целом три независимые ориентации. Часто два из этих лиц контролируются точнее, чем третий; поэтому, если это так, устройство будет соответствовать спецификациям производителя на параллельность / ортогональность луча только в том случае, если оно используется в предписанной ориентации.

Таким образом, метки действительно имеют значение только для приложений с очень высокой мощностью или, в некоторых случаях, для точных приложений, где вы полагаетесь на коэффициент экстинкции или характеристики параллелизма/ортогональности. Последние два часто не являются проблемой, поскольку большинство оптических конструкций позволяют корректировать их юстировку.

Унитарная матрица имеет вид$U = \exp(H)$, где$H$является косоэрмитовым ($H = -H^\dagger$). Если далее матрица самотранспонируется ($U=U^T \Leftrightarrow H = H^T$), как и для матрицы рассеяния обратной сети, это означает, что$H$является кососимметричным и чисто мнимым. Таким образом,$4\times 4$матрица рассеяния светоделителя без поляризационного смешения определяется десятью независимыми вещественными параметрами. Если мы предположим, что можем свободно определять эталонные фазы четырех портов, это означает, что мы можем настраивать$U$путем преобразования формы$U\mapsto \Lambda\,U\,\Lambda^{-1}$, где$\Lambda$представляет собой диагональную матрицу фазовых множителей$e^{i\,\varphi}$. Итак, с этой оговоркой это означает, что только шесть из десяти параметров являются независимыми. Это все еще довольно много параметров для контроля производственного процесса!

Для$8\times 8$В этом случае количество независимых параметров (с условием фазирования) равно$8+7+6+\cdots+1 - 8 = 28$независимые параметры!