第二节 光纤得持续损耗和光纤的连接器.ppt

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1、第四章光无源元件第一节光无源元件的结构形式第二节光纤的接续损耗与光纤连接器第三节光波导的横向耦合与耦合器第四节波分复用元件第五节光学谐振腔第六节光调制器第七节偏振控制器第八节光隔离器8/17/20211第一节光无源元件的结构形式用途：连接器、耦合器、波分复器、波复用器、光调制器、光偏振控制器、光隔离器结构：体块型、全光纤型和波导型8/17/20212第二节光纤得持续损耗和光纤的连接器一、光纤的连续损耗A、参数耦合的有效性用传输系数T或耦合损耗L表示。若输入光纤发出的光功率为，输出光纤接收的光功率为则：8

2、/17/20213B、引起光纤损耗的原因间隙Axialoffset横向偏移Lateroffset倾斜角Tilt端面不齐Scattering/reflections棋式矢配Modemismatch8/17/20214二、单模光纤的耦合（CouplingtosingleModeFibers）8/17/20215Tofindthecouplingcoefficientwemustcalculatehowmuchoftheincidentfieldisinthepropagatingmode8/17/20216

3、1、LP01膜均匀的横向电场分布用GaussianFuction来近似2、该近似对大多数的光纤模式计算是正确的3、例外是cross-talkcalculation,4、采用Gaussianapproximation,横向电场三、GaussianApproximationtotheHE11modeP：峰值功率采用Gaussianapproximation的主要问题在于找出合适的横场半径S08/17/202175、对阶跃光纤（经验公式）对的抛物线型折射率分布光纤，且V较大时V：归一化率项8/17/20218

4、四、存在纵向光纤间隙D时（includingModematching）A、归一化光纤间隙（AxialoffsetofModeMatching）n3：两光纤方向面间的介质折射率指数S1、S2：两单模光纤的模场半径B、传输系数8/17/20219当D＝0T=

5、l0

6、2L0：输入光纤在输出光纤中激发出的单模光场的幅度传输损耗L（dB）＝10lg

7、l0

8、2C、当S1/S2偏离越远损耗越大T——S1/S2D、T——D/a传输系数对光纤截面间隙的变化不太大不太敏感；同样间隙D光纤芯径大时连接损耗小。8/17/202

9、110五、Tilt（轴向倾斜角时的输出系数）A、B、T随的增加按GaussianFuction的规律减小。设：T=T0/e即：8/17/202111A、B、s1=s2=sT=1/ede=s3、横向位移d（lateraloffset）8/17/202112(1)可通过观测同单模光纤耦合功率随横向位移的变化来确定光纤的模场半径，它是用径向失调法来测单模场半径的基础。(2)如果tiltoffsetandseparation用时存在，T有其交叉项，但是如果每个矢配都很好，其交叉项可以忽略。8/17/202113

10、六、阶跃多模光纤的链接损耗多模光纤的耦合情况比较复杂，例如多模光纤中存在模式耦合和模式转换，使各模式所携带的能量比例随光纤长度而变，连到达平衡长度为正。所谓平衡长度是指个模式的功率比例达稳定值时的长度。只有达到平衡长度后光纤端面才有稳定的功率分布，从而有稳定的耦合损耗。8/17/202114Modle：输入、输出光纤芯子上的光纤都是均匀分布的1、理论上可以计算所有的源模式和接收光纤模式的耦合系数2、总的耦合系数是所有耦合系数的就和。3、假定原有m个模式，光纤有n个模式总的耦合系数：4、这一计算非常复杂，

11、因而没有用处5、一个简单而又有效的模型是假定源和接收光纤上的功率是均匀分布的。6、耦合可从几何角度进行考虑7、考虑源的一个积分作元面积上有多少入射到光纤的数值几径之内.总的耦合系数是对源面积积分。8、GRIN的耦合更复杂。8/17/202115七、损耗MMFA、横向偏移情况下的耦合损耗光纤耦合损耗将由输入光纤面积和输出光纤的有效接收面积AR重合面积所决定。当：d/2a<0.2时8/17/202116B.光纤端面间隙D引入的耦合损耗1、损耗的途径（1）光束发散引起的耦合损失（2）光纤芯子界面上的Fresn

12、el反射损耗2、光束发射：NA：光纤的数值孔径8/17/2021173、Fresrel损耗Fresrel反射系数：8/17/202118C、Tile一般D、参数mismatching1、8/17/2021198/17/202120