现代光纤通信技术5-光器件

《现代光纤通信技术5-光器件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章光器件§5.1光器件概述§5.2光连接器与衰减器§5.3耦合器与分束器§5.4复用器§5.5光隔离器与环形器§5.6光开光与光交叉连接器§5.7光波长转换器§5.8光器件测试本章内容§5.1光器件概述光器件的分类体块型不能直接与光纤线路连接，而是要通过耦合元件（最重要的耦合元件是自聚焦棒透镜组），因而损耗较大。全光纤型体积小、重量轻、结构紧凑、抗电磁干扰。特别是能够做成“在线元件”，直接接入光纤线路，因而附加损耗很低。光波导型体积小、重量轻、热和机械稳定性好、功耗低、抗电磁干扰性强、适合批量生产。光器件概述发展趋势尺寸小型化、微型化。无论是在系统

2、传输设备中，还是在终端用户上，光器件在提供高性能功能的同时，应占据尽可能小的空间。低成本。降低器件成本的有效途径包括提高成品率，提高器件制作自动化程度，以及规范各种光器件的标准，如达成多边协议以提高光器件间的兼容性等。多功能的集成。系统的发展对光器件功能要求也愈来愈多，要求单个器件能提供更多功能，或是将更多功能的光学元件集成在一个器件中。无论是器件尺寸的集成，还是功能上的集成，都可以降低器件成本，提高器件竞争力。光连接器光衰减器§5.2光连接器与光衰减器光纤连接器（opticalconnector），俗称活接头，ITU将其定义为“用以稳定地但并不是永久

3、地连接两根或多根光纤的无源组件”。主要用于实现系统中设备间、设备与仪表间、设备与光纤间以及光纤与光纤间的非永久性固定连接，是光纤通信系统中不可缺少的无源器件。对光纤连接器要求主要是插入损耗小、回波损耗大、重复插拔的寿命长和互换性好。光连接器定义光连接器技术指标：互换性和重复性回波损耗：反射损耗，光纤连接处，后向反射光功率Pr相对输入光功率P0的比率的分贝数。插入损耗：光信号通过连接器之后，其输出光功率P1相对输入光功率P0的比率的分贝数。一般要求应不大于0.2dB典型值应不小于45dB。光纤连接损耗及其影响因素光纤结构参数失配引起的损耗(f)两光纤相对

4、位置偏离设计要求引起的损耗(b)(c)(e)端面形状与间隙引起的损耗(d)(e)(a)2n1n0n（a）（c）q（b）d（d）z（e）1a2aa1x2xx12a22a纤芯直径1D2D1g2g数值孔径折射率分布（f）光纤参数端面反射横向错位角向倾斜端面间隙端面状态活动连接器插入损耗目前水平0.2dB减低反射技术：APC(AngledPhysicalContact)常见类型：FC、SC、ST光纤连接器的结构FC型：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣SC型：外壳采用工程塑料，矩形结构，便于密集安装，不用螺纹连接，可以直接插拔。ST型：采用带键的卡口

5、式锁紧机构，确保连接时准确对中。光纤连接器的结构光衰减器定义光衰减器（opticalattenuator）是对光功率进行预定量衰减的器件，它可分为可变光衰减器和固定光衰减器。前者主要用于调节光功率电平，后者主要用于电平过高的光纤通信线路。对光衰减器主要要求是：插入损耗低、回波损耗高、分辨率线性度和重复性好、衰减量可调范围大、衰减精度高、器件体积小，环境性能好。光衰减器根据工作原理分类：位移型光衰减器横向位移型光衰减器纵向位移型光衰减器直接镀膜型光衰减器（吸收模或反射模型）衰减片型光衰减器液晶型光衰减器光衰减器光功率衰减功能新技术热光技术电光技术微机械技

6、术（MEMS）插入损耗大，偏振相关损耗大插损、偏振相关损耗、热漂移较大，动态范围有限体积很小，响应速度较快，功耗小，易于批量生产，但插损较大，成本高昂，是目前发展较快的技术。衰减片通常是表面蒸镀了金属吸收膜的玻璃基片，衰减片与光轴可以倾斜放置衰减片在不同位置的金属膜厚度不同，可用来获得不同的衰减在光纤端面按要求镀上一层有一定厚度的金属膜或在光的通路上设置一个几微米的气隙，从而获得固定衰耗。常用光衰减器的工作原理§5.3耦合器与分束器光耦合器（coupler）/分束器（splitter）的功能是实现光信号的合路/分路，就是把多个输入的光信号组合成一个输出

7、或者把一个输入的光信号分配给多个输出。一般是对同一波长的光功率进行合路或分路。光耦合器/分束器的使用将会对光路带来一定的附加插入损耗以及一定的串扰和反射。插入损耗：是指一个指定输入端口的输入光功率Pi和一个指定的输出端口的输出功率Po的比值附加损耗：全部输入端口的输入光功率总和与全部输出端口的输出光功率总和的比值分光比或耦合比：某一个输出端口的输出光功率与全部输出端口的输出光功率总和的比值串扰：一个输入端口的输入光功率Pi与由耦合器泄漏到其他输入端口的光功率Pr的比值光耦合器技术指标P1P3P4P2光耦合器分类从端口形式X型、Y型、星型以及树型从工作带

8、宽的角度单工作窗口的窄带单工作窗口的宽带双工作窗口的宽带从传导光模式多模与单模从器件工艺实现方