光纖通信原理012

1、第十二講 光無源器件1 主要內(nèi)容 一、連接器和接頭 二、光衰減器 三、光耦合器 四、光隔離器和光環(huán)行器 五、光調(diào)制器 六、光開關(guān) 2一、連接器和接頭 連接器是實現(xiàn)光纖與光纖之間可拆卸的連接器件，主要用于光纖線路與光發(fā)射機輸出或光接收機輸入之間，或光纖線路與其他光無源器件之間的連接。 接頭是實現(xiàn)光纖與光纖間永久性連接，只要用于工程現(xiàn)場施工。方法：熱熔接或V形槽連接3 光纖連接器的種類單芯連接器多芯連接器4光纖粘接劑套管插針體 套管結(jié)構(gòu)光纖連接器簡圖5 光纖連接器的一般性能1） 性能 項 目 型號或材料 性 能插入損耗/ dB 0.2-0.3重復性/ dB 0.1互換性/ dB 0.1反射損耗/

2、dB FC 型 35-40PC 型 45-50壽命（插拔次數(shù)） 不銹鋼 103 陶瓷 104工作溫度 不銹鋼20- +70 陶瓷40- +806二、光衰減器 光衰減器主要用于光纖通信系統(tǒng)的特性測試和其他測試中，是對光功率有一定衰減量的器件。根據(jù)衰減量是否變化，可以分為固定衰減器和可變衰減器。7 光衰減器的基本原理 在玻璃基片上蒸鍍透射系數(shù)（或反射系數(shù)變化很小的金屬膜，使通過鍍膜玻璃片的光功率被膜層材料吸收一部分，光強度受到衰減。金屬膜可以是鎳鉻等化合物材料，光的衰減量有膜的厚度進行控制。8 固定衰減器 固定衰減器對光功率衰減量固定不變，主要用于調(diào)整光纖傳輸線路的光損耗。輸入光纖輸出光纖光纖連接

3、器光纖連接器透鏡透鏡衰減部分9 可變衰減器 可變衰減器的衰減量可在一定范圍內(nèi)變化，用于測量光接收機靈敏度和動態(tài)范圍。(a)光路和結(jié)構(gòu)(b)步進衰減片(c) 連續(xù)衰減片厚薄10三、光耦合器 光耦合器的功能是把一個輸入光信號分配給多個輸出，或把多個輸入的光信號組合成一個輸出。P1P2P3T型光纖耦合器11 光耦合器類型 T型光耦合器是一種22的3端耦合器，可把一根光纖輸入的光信號按一定比例分配給兩根光纖，或把兩根光纖的輸入光信號組合在一起，輸入一根光纖。主要用做不同分路比的功率分配器或組合器。 星型光耦合器是一種nm的耦合器，可把n根光纖輸入的光功率組合在一起，均勻地分配給m根光纖。 定向光耦合器

4、是一種22的3端或4端耦合器，用于分別驅(qū)除光纖中向不同方向傳輸?shù)墓庑盘?。只用于作分路器，不能作合路器?波分復用/解復用器波分復用器是與波長有關(guān)的耦合器，用于把多個不同波長的發(fā)射機輸出的光信號組合在一起，輸入到一根光纖；解復用器用于把一根光纖輸出的多個不同波長的光信號分配給不同的光接收機。12 常用光耦合器類型示意圖1（b）星型（c）定向型（d）波分復用型（a）T型42312 N1 + 2 +N13 光耦合器基本結(jié)構(gòu) 光纖型 微器件型 波導型 14 光耦合器主要特性 1） 耦合比CR是一個指定輸出端的光功率Poc和全部輸出端的光功率總和Pot的比值。 2） 附加損耗Le是全部輸入端光功率總和P

5、it和全部輸出端光功率總和Pot的比值。NnonocotocPPPPCR1NnonNninotitePPPPL11lg10lg1015 3） 插入損耗Lt是一個指定輸入端光功率Pic和另一個指定輸出端的光功率Poc的比值。 4） 方向性DIR（隔離度）是一個指定輸入端光功率Pic和由耦合器反射到其他端的光功率Pr的比值。 5） 一致性U是不同輸入端得到的耦合比的均勻性或不同輸出端耦合比的等同性。ocictPPLlg10ricPPDIRlg1016四、 光隔離器 光隔離器是一種非互易性器件，只允許光波往一個方向傳輸，阻止光波往其他方向尤其是反方向傳輸。一般用在激光器或光放大器后。插入損耗值為1d

6、B,隔離度的典型值為40-50 dB。17 光隔離器工作原理示意圖起偏振器法拉第旋轉(zhuǎn)器檢偏振器 阻塞 反射光 經(jīng)SWP的 入射光 SWPSpatial Walk-off Polarizer 空間分離偏振器 ，其作用是將入射光分解為垂直與水平兩個正交偏振分量，讓垂直分量通過，而水平分量偏折通過。18 光隔離器工作原理 假設(shè)入射光是垂直偏振光，起偏振器的透振方向是在垂直方向，故入射光順利通過它射向法拉第旋轉(zhuǎn)器，法拉第旋轉(zhuǎn)器由旋光材料制成，能使光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)一定角度，如45，并且其旋轉(zhuǎn)方向與光傳播方向無關(guān)。法拉第旋轉(zhuǎn)器后的檢偏振器透振方向若在45方向上，則經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)45后的光能通過檢偏振器

7、，即光沿正方向（從左到右）通過這些器件是沒有損耗的。但沿反方向（從右到左）傳送的反射光，其偏振態(tài)也在45，當反射光經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器再旋轉(zhuǎn)45后，偏振態(tài)達到90，變?yōu)樗狡窆?，則無法通過起偏振器。19五、光環(huán)行器 光環(huán)行器是多端口的隔離器。主要用于光分插復用器。典型的環(huán)行器一般有三或四個端口，在三端口環(huán)行器中，端口1輸入的光信號在端口2輸出，端口2輸入的光信號在端口3輸出，端口3輸入光信號在端口1輸出。20 常用光環(huán)行器示意圖1231234(a) 三端口(b) 四端口21六、光調(diào)制器 光調(diào)制器外調(diào)制方式中采用，把激光的產(chǎn)生和調(diào)制分開， 可避免對光源直接調(diào)制產(chǎn)生線性調(diào)頻的限制。調(diào)制器一般用電光效應或聲光效應使折射率改變，或用磁光效應使光的透過率變化實現(xiàn)光調(diào)制。 22七、光開關(guān)光開關(guān)用于轉(zhuǎn)換光路，實現(xiàn)光交換。機械光開關(guān)：利用電磁鐵或步進電機驅(qū)動光纖、棱鏡或反射鏡等光學元件實現(xiàn)光路切