光纖通信技術（第二版）課件 夏林中 3.2 無源器件(一)

光纖通信技術無源器件授課教師：耦合器01連接器02隔離器03環(huán)形器0401耦合器耦合器在光纖通信系統(tǒng)中包含了很多無源器件，即無須提供能源就可運行的光通信器件，主要有耦合器、連接器、隔離器、環(huán)形器、濾波器、衰減器、光開關、復用器等。光纖耦合器是把一個或多個光輸入分配給一個或多個光輸出，是一種實現(xiàn)光信號分路/合路的無源功能器件。光纖耦合器的耦合機理是基于光纖消逝場的模式理論。多模光纖與單模光纖均可做成耦合器，其物理結構主要有兩種：拼接式熔融拉錐式耦合器耦合器的結構形式有很多種，如分路器、合路器、分波器、合波器、四端口耦合器等。耦合器常用耦合器的類型：熔拉雙錐星形耦合器集成光波導型耦合器激光可變輸出耦合器02連接器連接器連接器是光纖通信中應用最廣泛最基本的光無源器件；連接器是把兩個光纖端面結合在一起，以實現(xiàn)光纖與光纖之間可拆卸(活動)連接的器件；對這種器件的基本要求是使發(fā)射光纖輸出的光能量最大限度耦合到接收光纖；連接器“跳線”用于終端設備和光纜線路及各種光無源器件之間的互連。連接器連接器FC型光纖連接器。其外部加強方式是采用金屬套，緊固方式為螺釘扣。此類連接器結構簡單，操作方便，制作容易，但光纖端面對微塵較為敏感，且容易產(chǎn)生菲涅爾反射，提高回波損耗性能較為困難。后來，對該類型連接器做了改進，采用對接端面呈球面的插針（PC），而外部結構沒有改變，使得插入損耗和回波損耗性能有了較大幅度的提高；SC型光纖連接器。其外殼呈矩形，所采用的插針與耦合套筒的結構尺寸與FC型完全相同。其中插針的端面多采用PC（凸球面）或APC（斜面）型；緊固方式是采用插拔銷閂式，不需旋轉。此類連接器價格低廉，插拔操作方便，介入損耗波動小，抗壓強度較高，安裝密度高；ST型光纖連接器。ST型為圓形卡口式結構，接頭插入法蘭盤壓緊后，旋轉一個角度便可使插頭固定牢固，并對光纖端面施加一定的壓緊力。連接器光纖連接器的基本性能要求主要體現(xiàn)在光學性能、機械性能、環(huán)境性能、互換性、重復性等方面；光學性能互換性、重復性機械性能環(huán)境性能光纖連接器的主要損耗有固有損耗和外部損耗光纖公差引起的固有損耗：由于光纖在制作過程中會有纖芯尺寸、數(shù)值孔徑、同心度、折射率分布等參數(shù)的誤差，從而導致了光纖的固有損耗在加工過程中引起的外部損耗：由于在光纖連接器的裝配過程中存在光纖端面間隙、光纖軸向傾角、端面加工不平整等因素，這就導致了光纖的外部損耗連接器03隔離器隔離器光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應。法拉第效應是法拉第在1845年首先觀察到的，其原理是不具有旋光性的材料在磁場作用下使通過該物質的光的偏振方向發(fā)生旋轉，也稱磁致旋光效應；隔離器對于正向入射的非偏振光，通過起偏器P后成為線偏振光，法拉第旋磁介質與外磁場一起使偏振光的偏振方向右旋45°，并恰好使其低損耗通過與起偏器成45°放置的檢偏器A。對于反射回來的光，在又一次經(jīng)過法拉第旋磁介質時，其偏轉方向再向右旋轉45°，從而使反向光的偏振方向與起偏器方向正交，完全阻斷了反