第四章 光电子器件I-PPT课件.ppt

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1、第四章光电子器件I光器件与电器件的类比光电子器件II光纤定向耦合器光调制器光复用器光放大器衰减器、环形器、隔离器和连接器光滤波器光开关1、光纤定向耦合器P2P1P0将光信号按照一定比例进行功率分配光纤定向耦合器一、分类:标准耦合器(40nm)宽带耦合器(80nm)双窗口宽带耦合器(1310/1550nm)二、原理熔锥型磨抛型波导耦合器的分类光纤耦合器波导耦合器衬底SiO2研磨法光纤耦合器原理示意图2×2光纤耦合器耦合区W锥形区L锥形区L拉伸区2L+WL:由拉伸时决定W:由加热的火焰宽度决定P1和P2跟什么因

2、素有关?耦合器内的光功率分布:随位移的变化假设耦合器无损耗k是耦合系数f1=f2-p/2f1=f2-p/2P1和P2与拉伸区宽度有关z耦合器内的光功率分布:随波长的变化P1和P2与入射波长有关例如成品上会标注:1550nm50:50影响耦合光功率的参数注入光束的波长拉伸区长度2L+W光纤折射率分布拉伸区内逐渐变小的光纤半径r耦合区中两根光纤的半径差Dr耦合光功率2×2光纤耦合器的参数11NM星形耦合器光耦合器N×N1×NP1/NP1/NP1/N2×2N×N星型耦合器多根光纤一起熔融技术难度大,主要是众多光纤

3、之间的耦合响应控制比较困难,因此难以制作大规模的光耦合器PP/N级联的办法构造大规模光耦合器构成一个N×N耦合器所需3dB耦合器的数量:一个N×N星形耦合器附加损耗:级联光耦合器的损耗其中FT(0~1)为通过每个3dB耦合器的附加损耗比。光电子器件II光纤定向耦合器光调制器光复用器光放大器衰减器、环形器、隔离器和连接器光滤波器光开关2、光调制基带信源发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是频率较低,信号频谱从零频附近开始载波载波是指被调制以传输信号的波形,一般为正弦波。载波的频率远远高

4、于调制信号的带宽,否则会使传输信号失真调制调制就是对信号源的信息进行处理,使其变为适合于信道传输的形式的过程Why?RS-232串口通信最远距离是15米标准波特率4800、9600、19.2Kbps、33.6Kbps、56Kbps调制加大传输距离提高传输速率串口按位(bit)发送和接收字节(基带信号)光调制器利用LiNbO3晶体的线性电光效应或声光效应,通过外加激励引起光波导介质折射率变化,进而引起导波光传播的相位变化,所形成的器件称为LiNbO3波导相位调制器光纤调制器:在纤芯两侧包层区做2个金属电极,利

5、用光纤材料的Kerr效应,当电极上有外加电压时,纤芯中将引起双折射效应,从而构成光相位调制器。石英材料的Kerr效应很弱,但可以利用光纤长作用区获得足够大的相移。电光相位调制器结构输入偏振光场:应用KDP晶体的纵向电光效应,也可以获得相近的效果。原理输出光场:IntegratedMach-ZehnderOpticalModulators器件结构zxy工作原理BiasVoltageModulatorConstructionLiNbO3Materialcuts:Z-cut+-0.7fixedchirpX-cut

6、Zerochirp,orsmallfixedchirpapplicationsZZ-cutZ+--+--X-cutWaveguideElectrodeElectricFieldModulator:SystemImplementationModulatorOpticalInputFromLaserModBiasandModDriverControlCircuitryOpticalOutputPowerMonitorModBiasVoltageMonitorModDriverOutputLevelAdjustm

7、entDriverCrossingLevelAdjustmentBiasVoltagePDOutputRFPowerAmplitude&CrossingControl,DitherSignalPowerControlOpticalOutputToFiberLinkRFInDCBiasInModDriverAmpElectricalDatafromMUXVoltageTransmission01-Vp/2Vp/2FibertransmissionElectricaldatainatdatarateOptica

8、ldataoutatdatarateNRZTransmissionBiasedatquadrature0VoltageTransmission01-VpVptoencoderClocksignalinputat20GHzOpticalpulsedoutputat40GHzCarrierSuppressed-RZTransmissionBiasedatminimum0Clockmodulator(RZ)Datamo

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