光波系统的无源器

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1、第四章光波系统的无源器件一个完整的光波传输系统，除了光源、光纤（光缆）和光电检测器外，还需许多不用电源的光路器件来完成各种不同的功能。按结构分类：分立元件型、全光纤型和集成波导型。分力元件型：输入光纤的光波经准直透镜扩束，无源光变换器件对光束进行光学处理，然后经聚焦透镜聚焦后，耦合到输出光纤。全光纤型光无源器件：器件主体是光纤，通过光纤自身特性来影响光信号的传输性能，从而实现器件的功能。光波导型光无源器件：核心是光波导，通过控制波导折射率的变化来处理光信号。4.1概述相对于光电器件，如半导体激光器、发光二极管、光电二极管以及光纤放大器等光“有源器件”而言

2、，这一类本身不发光、不放大、不产生光电转换的光学器件，常被称之为光“无源器件”。主要的无源器件光纤连接器、光缆连接器、光纤耦合器、光开关、光复用器(合波器和分波器)、光分路器、光隔离器、光衰耗器、光滤波器，等等。它的作用概括起来主要是：①连接光波导或光路；②控制光的传播方向；③控制光功率的分配；④控制光波导之间、器件之间和光波导与器件之间的光耦合；⑤以及合波和分波等作用。4.2光纤连接器光纤连接器又叫光纤活动连接器、或叫活接头。这是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以可拆卸重复使用的光“无源器件”，被广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器

3、、仪表中，也是目前使用数量最多的光无源器件。尽管光纤连接器在结构上千差万别，品种上多种多样，但按其功能可以分成如下几个部分：4.2.1光纤连接器分类连接器插头：插头由插针体和外部配件组成，用于完成在光纤器件连接中插拔功能。两个插头在插入转换器或变换器后可以实现光纤之间的对接。通常将一端装有插头的光纤称为尾纤。4.2.1光纤连接器分类光纤跳线：将一根光纤两头都装上插头，称为跳线。连接器插头是其特殊情况，即只在光纤的一头装有插头。跳线的两头可以是同一型号，也可以是不同的型号；可以是单芯的，也可以是多芯的。4.2.1光纤连接器分类转换器：把两个光纤插头连接在一

4、起，从而使光纤接通的器件称为转换器。转换器又称法兰盘。4.2.1光纤连接器分类变换器：将某一种型号的插头变换成另一种型号插头的器件叫做变换器。在实际使用中，往往会遇到这种情况，即手头上有某种型号的插头，而设备或仪器上是另一种信号的插头或变换器，彼此配接不上，不能工作。此时，使用相对应型号的变换器，问题就迎刃而解了。4.2.1光纤连接器分类裸光纤转接器：将裸光纤与光源、探测器以及各类光仪器进行连接的器件，称为裸光纤转接器。裸光纤与裸光纤转接器使用时可相互连接；用完后，可以将裸光纤抽出它用。因此彼此是可以结合和分离的。4.2.1光纤连接器分类光纤连接器按传输

5、媒介的不同可分为单模光纤连接器和多模光纤连接器；按结构类型的不同可分为FC、SC、ST、MU、LC、MT等各种型式；按连接器的插针端面接触方式可分为FC、PC（UPC）和APC；还有按光纤芯数的多少分，有单芯光纤连接器和多芯光纤连接器。不管何种连接器，都必须具备损耗低、体积小、重量轻、可靠性高、便于操作、重复性和互换性好以及价格低廉等优点。FC、SC、ST连接器是目前世界上使用量最大的品种，也是我国采用比较常见的光纤品种。（1）FC型（平面对接型）连接器是一种采用卡口螺纹方式连接。这种连接器插入损耗小，重复性、互换性和环境可靠性都能满足光纤通信系统的要求

6、，是目前国内广泛使用的类型。FC连接器外形结构图参见图4.1.2和图4.1.3所示。它具有结构简单、操作方便、制造容易的优点。缺点是对沾污较敏感，应保持插针端面的绝对于净，否则影响连接衰耗。FC型连接器结构采用插头——转接器——插头的螺旋耦合方式。根据其插针端面形状的不同，它分为固定光纤端面的平面接触FC、球面接触的FC/PC和斜球面接触的FC/APC结构，后两种有利于减少插针端面的反射损耗。（2）SC（矩形）光纤连接器是一种直接插拔耦合式连接器，不用旋转，可自锁和开启，为非螺旋卡口型。它的外壳是矩形结构，采用模塑工艺制作，用增强的PBT的内注模玻璃制造

7、。插针套管是氧化锆整体型，将其端面研磨成凸球面。插针体尾入口是锥形的，以便光纤插入到套管内。SC矩形光纤连接器可以是单纤连接器也可以是多纤连接器，单纤外形结构图参见图4.1.4和图4.1.5所示。该器件特点是不需要螺纹连接，直接插拔，操作空间小，非常适合于密集安装状态下使用，如光纤配线架，光端机，以及局域网、用户网等。按其插针端面形状也分为平面接触SC、球面接触的SC/PC和斜球面接触的SC/APC几种结构。（3）ST连接器是一种采用带键的卡口式锁紧机构来确保连接时准确对中的连接器，插针的端面形状通常为PC面。它的特点主要是使用非常方便，ST连接器外形结

8、构图参见图4.1.6和图4.1.7所示。4.2.2光纤连接器的损耗光纤活动连接器