光無(wú)源器件分析.ppt

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1、光纖無(wú)源及有源器件技術(shù)及應(yīng)用主要內(nèi)容：光纖無(wú)源器件技術(shù)光纖放大器技術(shù)光纖激光器技術(shù)光纖光柵、濾波器、調(diào)制器等多波長(zhǎng)光纖激光器、鎖模光纖激光器、單頻光纖激光器等摻鉺光纖放大器、拉曼放大器等光器件用途:實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的連接、能量分路/合路、波長(zhǎng)復(fù)用/解復(fù)用、光路轉(zhuǎn)換、能量衰減、方向阻隔、光-電-光轉(zhuǎn)換、光信號(hào)放大、光信號(hào)調(diào)制等功能，是構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)的必備元件。光器件是具有上述一種功能的元器件的總稱。類(lèi)型：無(wú)源、有源無(wú)源器件主要包括：光連接器、光衰減器、光耦合器、光波分復(fù)用/解復(fù)用器、隔離器、環(huán)行器、濾

2、波器、光調(diào)制器、光開(kāi)光等。有源器件主要包括：激光器、光探測(cè)器、光放大器等。光纖無(wú)源器件技術(shù)光無(wú)源器件是一種能量消耗型器件，主要功能是對(duì)信號(hào)或能量進(jìn)行連接、合成、分叉、轉(zhuǎn)換以及有目的的衰減等，在光纖通信系統(tǒng)以及各類(lèi)光纖傳感系統(tǒng)中是必不可少的重要器件。無(wú)源器件功能連接功率耦合功率調(diào)節(jié)單向傳輸波長(zhǎng)選擇交換、開(kāi)關(guān)復(fù)用、解復(fù)用調(diào)制、解調(diào)編碼、解碼色散處理緩存、存儲(chǔ)邏輯處理光無(wú)源器件的功能：內(nèi)容光連接器Connector光耦合器Coupler復(fù)用器、解復(fù)用器Multiplexer/Demultiplexer

3、光隔離器與環(huán)行器Isolator/Circulator光衰減器Attenuator光起偏器與偏振控制器Polarizer/PolarizationController濾波器Filter光調(diào)制器Modulators光開(kāi)關(guān)Switches光連接器件是把兩個(gè)光纖端面結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)光纖之間可拆卸（活動(dòng)）連接的光無(wú)源器件，它還具有將光纖與有源器件、光纖與其它無(wú)源器件、光纖與系統(tǒng)和儀表進(jìn)行活動(dòng)連接的功能。影響連接損耗的因素：光纖連接時(shí)，由于光纖纖芯直徑、數(shù)值孔徑、折射率分布的差異以及橫向錯(cuò)位、角度傾斜、

4、端面間隙、端面形狀、端面光潔度等因素的影響，都會(huì)產(chǎn)生連接損耗。光纖連接器精密套管結(jié)構(gòu)連接器簡(jiǎn)圖光纖連接器示意圖評(píng)價(jià)一個(gè)連接器的主要指標(biāo)有4個(gè)，即插入損耗、回波損耗、重復(fù)性和互換性。光纖連接器特性(1)插入損耗插入損耗是指由于增加光無(wú)源器件而產(chǎn)生的附加損耗，定義為該無(wú)源器件的輸入和輸出端口之間的光功率之比，通常用dB表示，即其中Pi為發(fā)送進(jìn)輸入端口的光功率；Po為從輸出端口接收到的光功率。(dB)光纖連接器特性其中Pi為發(fā)送進(jìn)輸入端口的光功率，Pr為從同一個(gè)輸入端口接收到的返回光功率。(2)回波損

5、耗回波損耗又稱為后向反射損耗。它是指光纖連接處，后向反射光對(duì)輸入光的比率的分貝數(shù)，表達(dá)式為：（3）重復(fù)性和互換性重復(fù)性是指光纖(纜)活動(dòng)連接器多次插拔后插入損耗的變化，用dB表示。互換性是指連接器各部件互換時(shí)插入損耗的變化，也用dB表示。40~50PC型陶瓷-40~+80陶瓷-20~+70不銹鋼工作溫度/oC不銹鋼壽命（插拔次數(shù)）35~40FC型反射損耗/dB互換性/dB重復(fù)性/dB0.2~0.3插入損耗/dB性能型號(hào)或材料項(xiàng)目光纖連接器一般性能常用光纖接頭類(lèi)型光耦合器（Coupler）是一類(lèi)能

6、使傳輸中的光信號(hào)在特殊結(jié)構(gòu)的耦合區(qū)發(fā)生耦合，并進(jìn)行再分配的器件。從端口形式上劃分，它包括X型(2×2)耦合器、Y形（1×2）耦合器、星形（N×N，N>2）耦合器以及樹(shù)形耦合器等。光纖耦合器Coupler光纖耦合器Coupler1α1-αα：耦合分束比，3dBcouplerα=0.5熔錐形光纖耦合器示意圖光纖耦合器示意圖熔融拉錐法是將兩根（或兩根以上）除去涂覆層的光纖以一定方式靠攏，在高溫下熔融，同時(shí)向兩側(cè)拉伸，最終在加熱區(qū)形成雙錐體形式的特殊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳輸光功率耦合的一種方法。熔融拉錐系統(tǒng)示

7、意圖光纖耦合器的技術(shù)參數(shù)（1）插入損耗（定義同前）（2）附加損耗附加損耗(ExcessLoss，EL)定義為所有輸出端口的光功率總和相對(duì)于全部輸入光功率的減小值。該值以分貝(dB)表示的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中：Pouti為第i個(gè)輸出口的輸出功率；Pin為輸入光功率。光纖耦合器的技術(shù)參數(shù)（3）分光比（CouplingRatio）分光比(CouplingRatio，CR)是光耦合器所特有的技術(shù)術(shù)語(yǔ)，它定義為耦合器各輸出端口的輸出功率相對(duì)輸出總功率的百分比，在具體應(yīng)用中常用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示為：例如對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)X

8、形耦合器，1∶1或50∶50代表了同樣的分光比，即輸出為均分的器件，通常稱為3dB耦合器。（4）方向性（串?dāng)_）方向性也是光耦合器所特有的一個(gè)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，它是衡量器件定向傳輸性的參數(shù)。以標(biāo)準(zhǔn)X形耦合器為例，方向性定義為在耦合器正常工作時(shí)，輸入端非注入光端口的輸出光功率與總注入光功率的比值，以分貝(dB)為單位的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：光纖耦合器的技術(shù)參數(shù)式中：Pin1代表總注入光功率；Pin2代表輸入端非注入光端口的輸出光功率。(5)偏振相關(guān)損耗偏振相關(guān)損耗(PolarizationDependentLoss