光无源器件分析.ppt

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1、光纤无源及有源器件技术及应用主要内容：光纤无源器件技术光纤放大器技术光纤激光器技术光纤光栅、滤波器、调制器等多波长光纤激光器、锁模光纤激光器、单频光纤激光器等掺铒光纤放大器、拉曼放大器等光器件用途:实现光信号的连接、能量分路/合路、波长复用/解复用、光路转换、能量衰减、方向阻隔、光-电-光转换、光信号放大、光信号调制等功能，是构成光纤通信系统的必备元件。光器件是具有上述一种功能的元器件的总称。类型：无源、有源无源器件主要包括：光连接器、光衰减器、光耦合器、光波分复用/解复用器、隔离器、环行器、滤

2、波器、光调制器、光开光等。有源器件主要包括：激光器、光探测器、光放大器等。光纤无源器件技术光无源器件是一种能量消耗型器件，主要功能是对信号或能量进行连接、合成、分叉、转换以及有目的的衰减等，在光纤通信系统以及各类光纤传感系统中是必不可少的重要器件。无源器件功能连接功率耦合功率调节单向传输波长选择交换、开关复用、解复用调制、解调编码、解码色散处理缓存、存储逻辑处理光无源器件的功能：内容光连接器Connector光耦合器Coupler复用器、解复用器Multiplexer/Demultiplexer

3、光隔离器与环行器Isolator/Circulator光衰减器Attenuator光起偏器与偏振控制器Polarizer/PolarizationController滤波器Filter光调制器Modulators光开关Switches光连接器件是把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤之间可拆卸（活动）连接的光无源器件，它还具有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。影响连接损耗的因素：光纤连接时，由于光纤纤芯直径、数值孔径、折射率分布的差异以及横向错位、角度倾斜、

4、端面间隙、端面形状、端面光洁度等因素的影响，都会产生连接损耗。光纤连接器精密套管结构连接器简图光纤连接器示意图评价一个连接器的主要指标有4个，即插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。光纤连接器特性(1)插入损耗插入损耗是指由于增加光无源器件而产生的附加损耗，定义为该无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，通常用dB表示，即其中Pi为发送进输入端口的光功率；Po为从输出端口接收到的光功率。(dB)光纤连接器特性其中Pi为发送进输入端口的光功率，Pr为从同一个输入端口接收到的返回光功率。(2)回波损

5、耗回波损耗又称为后向反射损耗。它是指光纤连接处，后向反射光对输入光的比率的分贝数，表达式为：（3）重复性和互换性重复性是指光纤(缆)活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用dB表示。互换性是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，也用dB表示。40~50PC型陶瓷-40~+80陶瓷-20~+70不锈钢工作温度/ºC不锈钢寿命（插拔次数）35~40FC型反射损耗/dB互换性/dB重复性/dB0.2~0.3插入损耗/dB性能型号或材料项目光纤连接器一般性能常用光纤接头类型光耦合器（Coupler）是一类能

6、使传输中的光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，并进行再分配的器件。从端口形式上划分，它包括X型(2×2)耦合器、Y形（1×2）耦合器、星形（N×N，N>2）耦合器以及树形耦合器等。光纤耦合器Coupler光纤耦合器Coupler1α1-αα：耦合分束比，3dBcouplerα=0.5熔锥形光纤耦合器示意图光纤耦合器示意图熔融拉锥法是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定方式靠拢，在高温下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，实现传输光功率耦合的一种方法。熔融拉锥系统示

7、意图光纤耦合器的技术参数（1）插入损耗（定义同前）（2）附加损耗附加损耗(ExcessLoss，EL)定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。该值以分贝(dB)表示的数学表达式为：式中：Pouti为第i个输出口的输出功率；Pin为输入光功率。光纤耦合器的技术参数（3）分光比（CouplingRatio）分光比(CouplingRatio，CR)是光耦合器所特有的技术术语，它定义为耦合器各输出端口的输出功率相对输出总功率的百分比，在具体应用中常用数学表达式表示为：例如对于标准X

8、形耦合器，1∶1或50∶50代表了同样的分光比，即输出为均分的器件，通常称为3dB耦合器。（4）方向性（串扰）方向性也是光耦合器所特有的一个技术术语，它是衡量器件定向传输性的参数。以标准X形耦合器为例，方向性定义为在耦合器正常工作时，输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率的比值，以分贝(dB)为单位的数学表达式为：光纤耦合器的技术参数式中：Pin1代表总注入光功率；Pin2代表输入端非注入光端口的输出光功率。(5)偏振相关损耗偏振相关损耗(PolarizationDependentLoss