光纤光学1 (2)

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1、光纤光学第三章光纤无源及有源器件W-CChenFoshanUniv.以光纤为基质，做成能实现对信号进行连接、合成、分叉、转换及放大衰减的器件。1Chapter3光无源器件定义：不需要外加能源驱动工作的光电子器件光纤连接器（固定、活动,FC/PC,FC/APC）光纤定向耦合器/分支器光分插复用器（OADM)光波分/密集波分复用器（WDM/DWDM)光衰减器（固定、连续）光滤波器（带通、带阻）光纤隔离器与环行器（偏振有关、无关）光偏振态控制器、光纤延迟线、光纤光栅2Chapter3光有源器件定义：需要外加能源驱动工作的光电

2、子器件半导体光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL)半导体光探测器(PD,PIN,APD）光纤激光器（OFL:单波长、多波长）光放大器(SOA,EDFA)光波长转换器(XGM,XPM,FWM)光调制器（EA）光开关/路由器3Chapter3光器件与电器件的类比4Chapter3光器件的应用多波长光源DWDM光调制器光隔离器光耦合器光波长转换光放大DWDM光色散补偿光隔离器光环行器光波长转换OADMDWDM光隔离器光环行器光开关可调谐滤波DWDMOXC光耦合器光调制解调5Chapter36Chapter3基本思

3、想：相耦合的两波导中的场,各自保持了该波导独立存在时的场分布和传输系数,耦合的影响表现在场的复数振幅的沿途变化。设两波导中的复数振幅为和。由于耦合作用,它们沿长度方向变化。理论——耦合模理论实验采用两根相同的光纤，所以其解：是互耦合系数。实际上，自耦合系数相对于相互耦合系数可以忽略。7Chapter38Chapter3X&Y-coupler9Chapter3PracticalCouplers10Chapter3使用微结构光纤制造耦合器微结构光纤（光子晶体光纤）微结构光纤耦合器模场演化图11Chapter3Wavelengt

4、hSelectiveCouplersandSplitters棱镜型光合波和光分波的原理图衍射光栅型光合波和光分波的原理图12Chapter3波导型分波器的原理图13Chapter3StarCouplers14Chapter3§3.偏振器Therotationofthebirefringentaxeshastheeffectofphaseretardationofonecomponentofthesignallightinrelationtotheother.Thusitchangesthepolarizationofthe

5、signal.Byrotatingthefiberloopsyoucanadjustthedevicetoproducelightatanydesiredpolarization.1.偏振控制器（PolarizationController）15Chapter3Atypicalloopdiameter:about750mm.16Chapter3FiberSqueezerPolarizationController17Chapter32.偏振分束器（PolarizationBeamSplitter）原理：入射电磁波波束含有两

6、个偏振态，从晶体界面入射后，其中一个偏振态的电磁波束在界面上经历负折射，入射电磁波波束和折射电磁波波束在晶体与环境界面的法线的同一侧；另一个偏振态的电磁波波束在光子晶体与环境界面上经历正折射，入射电磁波波束和折射电磁波波束分别位于法线的两侧，从而把两个偏振态的电磁波波束分开，实现偏振分束。18Chapter3§4、隔离器（Isolator）Anisolatorisadevicethatallowslighttopassalongafibreinonedirectionbutnotintheoppositedirection

7、.couplingalasertoafibre.Reflectedlightcancauseinstabilityinthelaserandcausemanyundesirableeffects.highspeedcommunicationsystemopticalamplifiersfibreringcavityApplication19Chapter3PrincipalofIsolator1.TheFaradayEffectLighttravelingwithinthematerialhasitsplaneofpola

8、rization(electricandmagneticfieldvectors)rotatedbyanamountdependingonthelengthandthestrengthofthemagneticfield.themostimportantaspectisthattheeffectisas