《光电子器件I》PPT课件

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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

2、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

3、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、9

4、600、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

5、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-cutZerochirp,orsmallfixedchirpapplicationsZZ-cutZ+--+--X-cutWaveguideElectrodeElectricFieldModulator:SystemImplementationModulatorOpticalInputFromLa

6、serModBiasandModDriverControlCircuitryOpticalOutputPowerMonitorModBiasVoltageMonitorModDriverOutputLevelAdjustmentDriverCrossingLevelAdjustmentBiasVoltagePDOutputRFPowerAmplitude&CrossingControl,DitherSignalPowerControlOpticalOutputToFiberLinkRFInDCBiasInModDriverAmpElectricalDatafrom

7、MUXVoltageTransmission01-Vp/2Vp/2FibertransmissionElectricaldatainatdatarateOpticaldataoutatdatarateNRZTransmissionBiasedatquadrature0VoltageTransmission01-VpVptoencoderClocksignalinputat20GHzOpticalpulsedoutputat40GHzCarrierSuppressed-RZTransmissionBiasedatminimum0Clockmodulator(RZ)D

8、atamo