光環(huán)形器是一種多端口的具有非互易特性的光器件，以下是對其組成和工作原理的詳細(xì)描述：

一、組成

光環(huán)形器主要由以下幾個(gè)部分組成：

1. 分束/合束鏡：通常為雙折射平行平板，它能夠?qū)⑷我鉅顟B(tài)的輸入光分解成兩束偏振方向垂直的偏振分量。這兩個(gè)分量光束所在的平面被稱為走離平面，它們之間的分離量被稱為走離量。

2. 偏振旋轉(zhuǎn)鏡：沿光束走離方向分成兩部分，能夠?qū)碜苑质?合束鏡的兩束光變成偏振方向相同的光束，并將發(fā)往分束/合束鏡的兩束光變成偏振方向垂直的光束。偏振旋轉(zhuǎn)鏡的每一部分都為90°非互易旋轉(zhuǎn)器，由45°法拉第旋轉(zhuǎn)器和一個(gè)λ/2波片組成。

3. 光束變換器：為雙折射晶體平行平板，用于在光傳輸過程中保持光束偏振態(tài)和位置的不變性。

二、工作原理

光環(huán)形器的工作原理基于光的偏振和旋轉(zhuǎn)的非互易性，具體過程如下：

1. 光信號輸入：當(dāng)光信號由任一端口（如端口1）輸入時(shí)，它首先被分束/合束鏡1分解成兩束偏振方向垂直的光束。

2. 偏振旋轉(zhuǎn)：這兩束光經(jīng)過偏振旋轉(zhuǎn)鏡1后，偏振方向都變成相同（如沿y方向）。然后，它們通過光束變換器，在此過程中光束偏振態(tài)和位置不發(fā)生變化。

3. 再次偏振旋轉(zhuǎn)與合成：接著，這兩束光通過偏振旋轉(zhuǎn)鏡2，偏振方向再次發(fā)生變化，變成互相垂直（分別沿x和y方向）。最后，它們由分束/合束鏡2合成一束光，并從下一個(gè)端口（如端口2）輸出。

光環(huán)形器的非互易性意味著光信號只能按照預(yù)定的順序從一個(gè)端口傳輸?shù)较乱粋€(gè)端口，而不能反向傳輸。例如，如果光信號從端口2輸入，它將經(jīng)過類似的偏振分解、旋轉(zhuǎn)和合成過程，但最終從端口3輸出，而不是端口1。

此外，光環(huán)形器的技術(shù)指標(biāo)包括插入損耗、隔離度、串音、偏振相關(guān)損耗、偏振模色散及回波損耗等，這些指標(biāo)對于評估光環(huán)形器的性能至關(guān)重要。

綜上所述，光環(huán)形器通過其獨(dú)特的組成和工作原理，實(shí)現(xiàn)了光信號在多端口之間的非互易傳輸，為光通信領(lǐng)域的應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支持。