光纤通信系统51光隔离器

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1、第五章光纤线路技术及器件光纤线路技术为了实现光信号从发射机至接收机的传送，在整个光纤的传输线路上既需要解决由光纤损耗、色散及非线性引起的信号衰减和畸变等问题，还需要解决信号的调制、信号的选路、线路的连接、光功率的分配、光功率的控制、杂散光的隔离等一系列工程实践问题。光器件根据在实现功能过程中是否发生能量转换，可将光器件分为有源器件和无源器件有源器件(activedevice)：如激光器、光电检测器、光放大器等。无源器件(passivedevice)：如光隔离器、光耦合器、光环形器等实现连接光路、分配光功率以及合波和分波等作用。主要内容一、光隔

2、离器和光环形器二、光纤的连接三、光衰减器和光开关四、光纤耦合器五、光纤光栅六、波分复用器件七、平面及矩形光波导技术及器件八、光放大器九、色散补偿技术光隔离器(isolator)光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件作用：防止光路中的后向传输光对光源以及光路系统产生不良影响。例如：半导体激光器、光纤放大器应用：光纤通信、光信息处理系统、光纤传感以及精密光学测量系统等类型：偏振相关型和偏振无关型两类法拉第旋光效应光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应是法拉第在1845年首先观察到的不具有旋光性的材料在磁场

3、作用下使通过该物质的光的偏振方向发生旋转，也称磁致旋光效应。沿磁场方向传输的偏振光，其偏振方向旋转角度q=VBL(B磁场强度，L材料长度，V维尔德常数为材料的特性常数)。偏振方向的旋转只与磁场强度的方向有关，而与光传播的方向无关。磁光材料有钇铁石榴石（YIG）、铋铁石榴石（SIC）等。偏振相关型光隔离器由起偏器、检偏器和旋光器三部分组成。偏振无关型光隔离器主要技术指标插入损耗回波损耗隔离度偏振相关损耗（PDL）偏振模色散（PMD）插入损耗(IL)指在光隔离器通光方向上传输的光信号由于引入光隔离器而产生的附加损耗。Pi：输入的光信号功率，Po：

4、经过光隔离器后的功率，显然，IL值越小越好。光隔离器的插入损耗来源于偏振器、法拉第旋转器等各部分的插入损耗。PiPo回波损耗(RL)回波损耗：指由于构成光隔离器的各元件、光纤以及空气折射率失配引起的反射造成的对入射光信号的衰减。Pi：正向输入光隔离器的光信号功率Pr：返回输入端口的光功率PiPr隔离度指在逆光隔离器通光方向上传输的光信号由于引入光隔离器而产生的损耗Pi’：反向输入光隔离器的光信号功率Po’：返回输入端口的光功率值越大越好偏振相关损耗和偏振模色散偏振相关损耗（PDL）：指输入光偏振态发生变化而其它参数不变时，器件插入损耗的最大变

5、化量，是衡量器件插入损耗受偏振态影响程度的指标。偏振模色散（PMD）：指通过器件的信号光不同偏振态之间的相位延迟差。光环形器(circulator)多端口非互易N（N>2）个端口光由端口1->端口2；由端口2->端口3;……若端口N输入的光可由端口1输出，称为环行器，若不可以，称为准环行器应用双向通信中的重要器件，完成正反向传输光的分离单纤双向通信、上/下话路、合波/分波及色散补偿等结构光纤准直器分束合束镜偏振旋转镜光束变换器光纤准直器偏振旋转镜分束合束镜端口13端口24xyz123456分束/合束镜将任意状态的输入光变成分解成两束偏振方向垂

6、直的偏振分量双折射平行平板、楔形双折射晶体偏振旋转镜90度非互易旋转器端口1→端口2端口13端口24xyz123456端口2→端口3端口13端口24xyz123456端口3→端口4端口13端口24xyz123456技术指标包括插入损耗、回波损耗、隔离度、串音、偏振相关损耗、偏振模色散等串音指两个不相邻端口之间理论上不能接收到光信号但实际中由于种种原因而接收到的功率以dB表示的相对值，光纤的连接光纤的连接将两根光纤端面结合在一起，实现光信号的持续传输。根据连接方式的不同，可分为活动连接和固定连接。利用活动连接器是实现活动连接的主要方法熔接法是固

7、定连接的主要方法活动连接器连接两根光纤或光缆使其成为光通路的可以重复装拆的活接头用于光源到光纤、光纤到光纤、光纤与深测器、器件之间等的连接必须具备损耗低、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。要求能承受机械振动和冲击、适应一定的温度和湿度环境条件、装拆时防止杂质污染的保护措施。分类可分为单芯型和多芯型可分为多模和单模单芯型按结构可分为调心型和非调心型：非调心型内部没有调心机构,靠光纤活动连接器结构组件之间的精密配合来达到最佳耦合常用的非调心型结构有以下几种：套管结构、双锥结构、V型槽结构、微透镜结构以及自聚焦

8、透镜结构等按连接方式可分为对接耦合式和透镜耦合式套管结构由插针和套管组成，都是精密的机械结构和光学结构光纤固定在插针里，两个插针在套管中对接并保证两根光纤的对准套管