光通信无源器件技术

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1、第9章光通信无源器件技术本章主要内容：光通信历史光电子器件类型9/1/20211§4.1光通信的历史电话、摄象机、计算机、电视编码、调制、发射机信息源传输介质信息终端接收机、解调、解码光纤、双绞线、自由空间发送单元接收单元4.1.1光通信系统介绍9/1/20212通讯系统基本要素1.信息源2.发送单元3.传输介质4.接收单元5.信息终端9/1/20213对通信系统的要求1.提高传输保真度2.提高数据率3.增加传输距离载波：光频电磁波光通信系统组成：1.电端机2.光端机3.光纤、光缆4.光端机5.电端机9/1/20214光发射机、光调制器电端机光纤（缆）光端机电端

2、机光端机光接收机光纤（光缆）、光放大器9/1/20215器件1.光发射机2.光调制器3.光纤（光缆）4.光放大器5.光接收机6.其它器件9/1/20216最早的光通信烽火？手势？旗语？1883:AlexanderGrahamBell—光电话实验：200米，太阳光关键问题可靠的光源相干性合适当传播介质损耗低可靠性高4.1.2光通信的历史9/1/202171960Maiman：红宝石激光器1962GaAs二极管激光器：脉冲方式，77°K.1966高锟、Hockham及Werts：石英光纤的损耗可以减小到适合作为传输介质1970—两大重要突破康宁公司：单模光纤，损耗2

3、0dB/km，传输介质的阈值贝尔实验室：室温连续AlGaAs半导体激光器波长850nm寿命几分钟－数小时结构：GaAs材料上外延生长双异质结AlGaAs9/1/20218随后的其它技术突破：多模光纤：4dB/km，SiO2掺GeO2AlGaAs激光二极管：寿命-几十万小时(1978—107小时）第一代光纤通信系统1976-45Mb/s野外实验，Atlanta，MMF，0.85μm1977-45Mb/s芝加哥，商业应用，2办公室，7km第二代光纤通信系统1976两大进步NTT：MMF，损耗1dB/km—0.5dB/km，1.3μm&1.55μmLincoln实验室

4、：室温长波长InGaAsP/InP激光器1981，1.3μmMMF通信系统-第二代光通信系统.9/1/20219第三代光纤通信系统1.3μm,SMF,0.5dB/km,140Mb/s(1984)1.3μm,SMF,565Mb/s,1.7Gbits/s(1986生产，1987商用)2.488Gbits/s(1991商用化)实验：10Gb/s9/1/2021101986→第四代光纤通信系统两大技术革新：波分复用（WDM）光放大器（EDFA）1.55μm,SMF,0.2dB/km商用:4×10Gb/s—40Gb/s(Nortel)8×10Gb/s—80Gb/s(Luc

5、ent)80×5Gb/s—400Gb/s(Lucent:wavestarTMOLS400G)实验:Tb/s9/1/202111下一代光孤子？？？全光网络？智能光网络？对器件要求集成化小型化9/1/2021124.1.3光器件简介概念基础应用类型分立器件集成器件功能集成和数量集成光－电集成和光－光集成单片集成和混合集成9/1/202113主要应用有源无源器件光纤通信干线光交换接入网DWDMOADMOTDMFTTC,B,O,H位移、振动温度、压力应变、应力电流、电压电场、磁场流量、浓度可以测量70多个物理化学量广告显示牌激光手术刀仪表照明工艺装饰电力输送光纤面板医用

6、内窥镜潜望镜光收发模块光接入模块光开关模块光放大模块信号处理信息获取信息传输信息处理其它应用9/1/202114光电子器件类型（通信）有源激光器光放大器探测器光调制器波长转换器光隔离器光耦合器光滤波器光开关光衰减器色散补偿器偏振控制器偏振模补偿器无源9/1/202115§9.2光通信系统的无源器件光纤连接器光开关光衰减器光调制器光隔离器9/1/202116光纤连接器光纤连接器的主要指标：光纤连接器的类型：9/1/2021172、光纤连接器件光纤连接器件的作用是一根光纤中的光最大限度地传到另一光纤中，或光信号在不同光纤之间耦合传递。广义上连接器分为两种类型：可拆卸

7、型连接器。它被设计成可被连接，必要时又可拆开。永久型连接器。它被一次型连接使用，不能在拆开后重复使用。9/1/202118可拆卸型光纤连接器9/1/202119各种光纤连接器9/1/202120光开关一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件机械式和非机械式机械式插入损耗低，隔离度高，不受偏振和波长影响开关时间较长（毫秒量级），存在回跳抖动，重复性差移动光纤、移动套管、移动准直镜、移动反光镜、移动棱镜、移动耦合器、MEMS非机械式开关时间短，体积小，易于集成插损大，隔离度低，有的具有偏振和/或波长相关电光、

8、磁光、声光、热光等9/1