光通信 之光无源器件课件

1、 光无源器件是光路的重要组成部分。光无源器件是光路的重要组成部分。 光无源器件与电无源器件有许多相似之光无源器件与电无源器件有许多相似之处，处，电无源器件电无源器件如插头、开关、电容、如插头、开关、电容、电阻、电感等，是电路的重要组成部分。电阻、电感等，是电路的重要组成部分。常见的常见的光无源器件光无源器件有有光纤连接器、光波光纤连接器、光波分复用器、光衰减器、光隔离器、光耦分复用器、光衰减器、光隔离器、光耦合器、光开关合器、光开关等。等。本章主要内容1 光纤活动连接器2 光衰减器3 光波分复用器4 其他无源器件对光无源器件的普通要求：对光无源器件的普通要求： 插入损耗小 工作温度范围宽 性能

2、稳定、寿命长 体积小 价格便宜 便于集成1 光纤活动连接器连接器连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸连接的器件。 （活动连接） 主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或光纤线路与其他光无源器件之间的连接。接头接头是实现光纤与光纤之间的永久性连接。 （固定连接） 主要用于光纤线路的构成。活动连接结构：活动连接结构：套管结构 双锥结构 V形槽结构 球面定心结构 透镜耦合结构原理：原理：对于活动连接器，光纤固定在插针的微孔内，两支带光纤的插针用套管对中实现连接。如下图示（有代表性的）： 双锥结构 V形槽结构 球面定心结构 透镜耦合结构端面接触形式三种形式：三种形式： 对于FC型连接器，光纤端

3、面为一垂直光纤轴心，无凹凸不平的抛光平面。 对于PC型，要求光纤端面为抛光的球面光纤芯子位于球冠的中心。 对于APC型，光纤端面抛光成球面，且端面法线和轴线成一定的角度，使光难以返回光源。 光纤固定连接方法：熔接法、V形槽法、毛细管法、套管法等。 熔接法：一种加热和熔化的方法，有电弧熔接、氢氧焰熔接、激光熔接。2 光衰减器作用： 对光能量进行预期的衰减 使光能量减少使用场合： 光通信系统的指标测量、 短距离通信系统的信号衰减、 系统试验等分类分类 传输方式单模光衰减器多模光衰减器 接口方式 尾纤式光衰减器连接器端口式光衰减器 衰减方式 固定光衰减器 可变光衰减器 工作原理 耦合型 位移型 衰减

4、片型工作原理固定衰减器的结构：固定衰减器的结构： 在光纤的端面上或两个端面之间涂覆一层衰减膜。固定衰减器的工作原理固定衰减器的工作原理 吸收一部分光，使其产生衰减作用，即在光线轴线上设置一种半透明的掺杂物质，即衰减膜，以便吸收带内的光，产生衰减。可变光衰减器的工作原理： 步进式步进式： 准直器和两个衰减盘 可以产生十档的衰减量 连续式连续式： 透镜、步进衰减圆盘、连续可 调衰减片 可连续均匀的改变张角，即改变其对光的吸收量，产生连续可调的衰减量3 光波分复用器作用作用: : 对光波波长进行功率分离和合成。结构（如结构（如WDMWDM光传输原理图）：光传输原理图）： 原理：原理： 光信号从单端口

5、到N端口进行传输，为系统的解复用。 光信号从N端口到单端口进行传输，称为系统的复用。 注入各种波长的光信号，在输出端，不同波长的光信号分别在N个端口输出，其功率在不同波长之间有极低的串扰。多波长波分复用器件的类型很多：以介质模型为例，其4通道波分复用器： 5支自聚透镜软线、 4组滤光片、 1个通光基体光波分复用器的光学特性插入损耗：插入损耗：表示特定的波长经过光波分表示特定的波长经过光波分复用器后衰落的过程。复用器后衰落的过程。波长间隔：波长间隔：相邻两中心波长的间隔。相邻两中心波长的间隔。通带：通带：表示通过频带的宽度。表示通过频带的宽度。解复用器的工作波长解复用器的工作波长: :中心波长中

6、心波长 工作范围工作范围 最小插入损耗最小插入损耗 串音耦合值串音耦合值4 其他无源器件 光分路耦合器光分路耦合器 光隔离器光隔离器 光开关光开关 光波长转换器光波长转换器 光滤波器光滤波器 光纤光栅光纤光栅光分路耦合器光分路耦合器功能：功能： 把一个输入光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。 能使光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，并进行光功率再分配的器件。分类：分类：端口形式上：X形、Y形、星形、树形 功能上:光功率分配器、光波长分配器 传导光模式不同：多模光纤耦合器、单模光纤 耦合器对线路影响：对线路影响： 带来附加插入损耗、发射、串扰噪声。光隔离器光隔离器隔离器的作用

7、：隔离器的作用： 只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。隔离器隔离器主要用在激光器或放大器的后面，以免反射光返回到该器件，致使器件性能变坏。光开关光开关 光开关功能：转换光路，实现光交换 机械光开关：机械光开关： 优点：插损小，串扰小，适合各种光纤，技术成熟。 缺点：开关速度慢。 固定光开关：固定光开关： 优点：开关速度快。 缺点：插损大，串扰大，只适合 单模光纤。光波长转换器光波长转换器 功能：光信号转换成电信号，放大电信号， 调制成所需的波长 光电型波长转换器 光信号转换成电信号，放大电信号， 调制成所需的波长 全光型波长转换器 由半导体光放大器SOA组成 优点 缺点光滤波器光滤波器 功能：只允许一定波长的光信号通过波长可调