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(zhǎng)波長(zhǎng)單信道WDM信號(hào)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(duì)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(chēng)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(zhǎng)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(lèi)似，只是控制拉伸長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端口分別獲得不同波長(zhǎng)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(diǎn)只能實(shí)現(xiàn)雙波分復(fù)用系統(tǒng)WDM，對(duì)于DWDM系統(tǒng)用Mach-zehnder結(jié)構(gòu)的濾光器實(shí)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(guò)蒸鍍多層介質(zhì)膜來(lái)復(fù)用、解復(fù)用特定波長(zhǎng)。優(yōu)點(diǎn)：信道數(shù)靈活，且波長(zhǎng)的間隔可以不規(guī)則；可以加進(jìn)多路復(fù)用、解復(fù)用單元，使系統(tǒng)升級(jí)插入損耗低；低的偏振相關(guān)損耗；相鄰波長(zhǎng)之間的隔離度高完全無(wú)源無(wú)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(diǎn)：裝配時(shí)間較長(zhǎng)，且整個(gè)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(guò)多層膜的反射和透射，制作出只透射一個(gè)波長(zhǎng)而反射其他波長(zhǎng)的濾光器，把這種功能的濾光器稱(chēng)為通帶波分復(fù)用（BWDM)濾光器。一個(gè)波長(zhǎng)透射其他波長(zhǎng)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(zhǎng)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(diǎn)可以通過(guò)光纖光柵精密控制中心反射波長(zhǎng)可任意選擇反射帶寬反射帶寬可以做得很小反射率可達(dá)到接近100％容易進(jìn)行溫度補(bǔ)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(jī)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(shí)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(guó)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(dá)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