光无源器件.ppt

1、第十二讲 光无源器件,主要内容,一、连接器和接头 二、光衰减器 三、光耦合器 四、光隔离器和光环行器 五、光调制器 六、光开关,一、连接器和接头,连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸的连接器件，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。 接头是实现光纤与光纤间永久性连接，只要用于工程现场施工。方法：热熔接或V形槽连接,光纤连接器的种类,单芯连接器 多芯连接器,光纤,粘接剂,套管,插针体,套管结构光纤连接器简图,光纤连接器的一般性能,1） 性能,二、光衰减器,光衰减器主要用于光纤通信系统的特性测试和其他测试中，是对光功率有一定衰减量的器件。根据衰减量是否

2、变化，可以分为固定衰减器和可变衰减器。,光衰减器的基本原理,在玻璃基片上蒸镀透射系数（或反射系数变化很小的金属膜，使通过镀膜玻璃片的光功率被膜层材料吸收一部分，光强度受到衰减。金属膜可以是镍铬等化合物材料，光的衰减量有膜的厚度进行控制。,固定衰减器,固定衰减器对光功率衰减量固定不变，主要用于调整光纤传输线路的光损耗。,输入光纤,输出光纤,光纤连接器,光纤连接器,透镜,透镜,衰减部分,可变衰减器,可变衰减器的衰减量可在一定范围内变化，用于测量光接收机灵敏度和动态范围。,(a)光路和结构,(b)步进衰减片,(c) 连续衰减片,厚,薄,三、光耦合器,光耦合器的功能是把一个输入光信号分配给多个输出，或

3、把多个输入的光信号组合成一个输出。,P1,P2,P3,T型光纤耦合器,光耦合器类型,T型光耦合器是一种22的3端耦合器，可把一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根光纤，或把两根光纤的输入光信号组合在一起，输入一根光纤。主要用做不同分路比的功率分配器或组合器。 星型光耦合器是一种nm的耦合器，可把n根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配给m根光纤。 定向光耦合器是一种22的3端或4端耦合器，用于分别驱除光纤中向不同方向传输的光信号。只用于作分路器，不能作合路器。 波分复用/解复用器波分复用器是与波长有关的耦合器，用于把多个不同波长的发射机输出的光信号组合在一起，输入到一根光纤；解复用器用于把

4、一根光纤输出的多个不同波长的光信号分配给不同的光接收机。,常用光耦合器类型示意图,1,（b）星型,（c）定向型,（d）波分复用型,（a）T型,4,2,3,1,2, N,1 + 2 +N,光耦合器基本结构,光纤型 微器件型 波导型,光耦合器主要特性,1） 耦合比CR是一个指定输出端的光功率Poc和全部输出端的光功率总和Pot的比值。 2） 附加损耗Le是全部输入端光功率总和Pit和全部输出端光功率总和Pot的比值。,3） 插入损耗Lt是一个指定输入端光功率Pic和另一个指定输出端的光功率Poc的比值。 4）方向性DIR（隔离度）是一个指定输入端光功率Pic和由耦合器反射到其他端的光功率Pr的比值

5、。 5）一致性U是不同输入端得到的耦合比的均匀性或不同输出端耦合比的等同性。,四、 光隔离器,光隔离器是一种非互易性器件，只允许光波往一个方向传输，阻止光波往其他方向尤其是反方向传输。一般用在激光器或光放大器后。插入损耗值为1dB,隔离度的典型值为40-50 dB。,光隔离器工作原理示意图,起 偏 振 器,法拉第旋转器,检 偏 振 器,阻塞,反射光,经SWP的 入射光,SWPSpatial Walk-off Polarizer 空间分离偏振器 ，其作用是将入射光分解为垂直与水平两个正交偏振分量，让垂直分量通过，而水平分量偏折通过。,光隔离器工作原理,假设入射光是垂直偏振光，起偏振器的透振方向是

6、在垂直方向，故入射光顺利通过它射向法拉第旋转器，法拉第旋转器由旋光材料制成，能使光的偏振态旋转一定角度，如45，并且其旋转方向与光传播方向无关。法拉第旋转器后的检偏振器透振方向若在45方向上，则经过法拉第旋转器旋转45后的光能通过检偏振器，即光沿正方向（从左到右）通过这些器件是没有损耗的。但沿反方向（从右到左）传送的反射光，其偏振态也在45，当反射光经过法拉第旋转器再旋转45后，偏振态达到90，变为水平偏振光，则无法通过起偏振器。,五、光环行器,光环行器是多端口的隔离器。主要用于光分插复用器。典型的环行器一般有三或四个端口，在三端口环行器中，端口1输入的光信号在端口2输出，端口2输入的光信号在端口3输出，端口3输入光信号在端口1输出。,常用光环行器示意图,1,2,3,1,2,3,4,(a) 三端口,(b) 四端口,六、光调制器,光调制器外调制方式中采用，把激光的产生和调制分开， 可避免对光源直接调制产生线性调频的限制。调制器一般用电光效应或声光效应使折射率改变，或用磁光效应使光的透过率变化实现光调制。,七、光开关,光开关用于转换光路，实现光交换。 机械光开关：利用电磁铁或步进电机驱动光纤、棱镜或反射镜等光学元件实