五、光波分復(fù)用器件

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1、第五講波分復(fù)用器2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院1、波分復(fù)用頻帶1）CWDM，DWDM2）DWDM的復(fù)用頻帶(1530-1560)nmregioncalledC-band,(1570-1610)nmregioncalledL-band,(1480-1520)nmregioncalledS-band一WDM系統(tǒng)的概況2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院2.波分復(fù)用系統(tǒng)構(gòu)成原理?1?2?N波分復(fù)用器?1?2?N波分解復(fù)用器光功率放大器光線路放大器光線路放大器光前置放大器?1?2?3?4?5?6?N光譜光譜波長波長單信道WDM信號WDM系統(tǒng)的概況(

2、2)2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院對波分復(fù)用器件的主要要求1）插入損耗小，隔離度大;2）帶內(nèi)平坦，帶外插入損耗變化陡峭;3）溫度穩(wěn)定性好，工作穩(wěn)定、可靠；4）復(fù)用通路數(shù)多，尺寸小等。目前，WDM復(fù)用系統(tǒng)中常用的復(fù)用、解復(fù)用器主要有角色散型(光柵型)、干涉型、光纖方向耦合器型、光濾波器型。2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院光波分復(fù)用器件光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的主要功能：分波和合波。能完成光分波和合波功能的器件統(tǒng)稱為光波分復(fù)用器件。制作光波分復(fù)用器的技術(shù)有很多：棱鏡法、熔融拉錐法、干涉膜濾光法、衍射光柵法（光纖光柵、陣列波導(dǎo)光柵）。2007

3、-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院熔融拉錐全光纖型波分復(fù)用器主要用于雙波長的復(fù)用1310/1550nm的WDM，EDFA980/1550,1480/1550WDM系統(tǒng)，1510/1550nm的WDM系統(tǒng)。制作光纖耦合器的方法類似，只是控制拉伸長度實現(xiàn)兩個端口分別獲得不同波長的全功率輸出。2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院?1，?2?2?1直通臂耦合臂?1?2P0P1P2熔錐光纖型波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)和特性?1?2?1?2?1?2?1?2?1?2?1?2?1?2?1?2公共臂熔錐光纖型波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)和特性2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院熔

4、錐光纖型波分復(fù)用器特性參數(shù)缺點只能實現(xiàn)雙波分復(fù)用系統(tǒng)WDM，對于DWDM系統(tǒng)用Mach-zehnder結(jié)構(gòu)的濾光器實現(xiàn)2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院介質(zhì)膜濾光型波分復(fù)用器（1）采用介質(zhì)膜濾光技術(shù)，即通過蒸鍍多層介質(zhì)膜來復(fù)用、解復(fù)用特定波長。優(yōu)點：信道數(shù)靈活，且波長的間隔可以不規(guī)則；可以加進多路復(fù)用、解復(fù)用單元，使系統(tǒng)升級插入損耗低；低的偏振相關(guān)損耗；相鄰波長之間的隔離度高完全無源無須溫度控制等2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院介質(zhì)膜濾光型波分復(fù)用器（2）缺點：裝配時間較長，且整個器件的損耗和成本與復(fù)用信道數(shù)成正比，即復(fù)用信道數(shù)越多，器件損

5、耗和成本都越高。干涉效應(yīng)濾光，通過多層膜的反射和透射，制作出只透射一個波長而反射其他波長的濾光器，把這種功能的濾光器稱為通帶波分復(fù)用（BWDM)濾光器。一個波長透射其他波長反射。2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院2波DWDM器件原理圖2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院4信道ＷＤＭ器件原理圖2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院介質(zhì)膜波分復(fù)用器圖2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院波長響應(yīng)特性2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院介質(zhì)膜波分復(fù)用器特性參數(shù)2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程

6、學(xué)院光纖光柵型波分復(fù)用器（1）2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院光纖光柵型波分復(fù)用器（2）2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院光纖光柵型波分復(fù)用器（3）2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院光纖光柵型波分復(fù)用器的特點可以通過光纖光柵精密控制中心反射波長可任意選擇反射帶寬反射帶寬可以做得很小反射率可達到接近100％容易進行溫度補償由于光纖光柵是制作在光纖纖芯上，故與普通光纖的連接十分地方便。高的回波反射，需用隔離器，機械穩(wěn)定性需考慮構(gòu)成密集波分復(fù)用需用環(huán)形器，信道數(shù)增加，器件的復(fù)雜性和成本增加。2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)

7、與光電工程學(xué)院組合型波分復(fù)用器(1)為實現(xiàn)更優(yōu)性能和更高密集度的波分復(fù)用，可以采用幾種器件組合，這是美國E-TekDynamics公司推出的組合型波分復(fù)用器。采用熔錐型耦合器、切趾Bragg光柵和帶通波分復(fù)用器（BWDM）的組合結(jié)構(gòu)，其信道間隔可達0.4nm(50GHZ).2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院組合型波分復(fù)用器(2)2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院組合型波分復(fù)用器(3)2007-2-27合肥工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院陣列波導(dǎo)光柵型波分復(fù)用