第五章 无源光器件.ppt

nancy 主要内容 连接器和接头 光耦合器 光隔离器与光环行器 光调制器 光开关 教学重点 连接器的作用及分类 光耦合器的作用 光隔离器的作用 无源光器件的要求 插入损耗小、反射损耗大、工作温度范围宽、性能稳定、寿命长、 体积小、价格便宜、便于集成等。 连接器和接头 光连接器的功能是将两根光纤连接起来 连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件， 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。 影响光连接器的插入损耗的因素 : 被连接的两根光纤是否匹配 安装的精度 连接器的分类 单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器。 3.4.1 光定向耦合器 1．光定向耦合器的结构 2．光纤式定向耦合器的参数 光通信中经常需要把多个光信号耦合到一起，或将光信号分到多根光纤中，光耦合器可以实现这些功能 1．光定向耦合器的结构 光定向耦合器按其结构不同可分为棱镜式和光纤式两类。 1．光定向耦合器的结构 图3-35 棱镜式和光纤式定向耦合器 2．光纤式定向耦合器的参数 （1）隔离度A。 （2）插入损耗L。 （3）分光比T。 3.4.2 光隔离器与光环行器 1．光隔离器的基本原理和结构 2．光环行器 3．光隔离器与光环行器的主要性能参数 1．光隔离器的基本原理和结构 图3-36 光隔离器的工作原理图 2．光环行器 图3-37 三端口光环行器 3．光隔离器与光环行器的主要性能参数 对于光隔离器与光环行器来讲，它们都是希望从输入端口输入的光信号到输出端口时，衰减尽量小，即要求器件的插入损耗要小；对于不应有输出的端口，要求隔离度要高。 器件典型的插入损耗为1dB左右，隔离度为40～50dB。 3.4.3 光滤波器 图3-38 F-P腔光滤波器 3.4.3 光滤波器 F-P腔型光滤波器的主体是F-P谐振腔。 描述F-P腔型光滤波器的特性参数主要是自由谱域（FSR）及带宽（BW）。 （1）自由谱域（FSR）：为相邻波长之间的距离 （2）带宽（BW）：为谐振峰降至一半时所对应的频带宽度，又称为3dB带宽。  3.4.4 光开关 能够控制传输通路中光信号通或断或进行光路切换作用的器件，称为光开关。 光开关是全光交换技术中的关键器件。 光开关一般包括两种：机械式光开关和电子式光开关。 3.4.4 光开关 图3-39 机械式光开关 3.4.4 光开关 图3-40 电子式光开关 3.4.5 波长转换器 能够使信号从一个波长转换到另一个波长的器件称为波长转换器。波长转换器根据波长转换机理可分为光电型波长转换器和全光型波长转换器， 光电型波长转换器比较容易实现，其优点是与偏振无关；主要缺点是由于速度受电子器件限制，因此不适应高速大容量光纤通信系统和网络的要求。 全光型波长转换器技术主要由半导体光放大器（SOA）构成。 1．光电型波长转换器 图3-41 光电光型波长转换器 2．全光型波长转换器 图3-42 全光型波长转换器 3.4.6 波分复用器 在一根光纤中能同时传输多波长光信号的技术，称为光波分复用技术（WDM）。 如果在系统发送端采用此技术，将不同波长的光信号组合起来送入光纤传输的设备称为光波分复用器。 在系统接收端可通过解复用器（分波器），将组合在一起的光信号分离并送入不同的终端。 3.4.6 波分复用器 1．光波分复用系统的结构与工作原理 2．光波分复用器 1．光波分复用系统的结构与工作原理 光波分复用器是对光波波长进行合成与分离的光器件。 由光波分复用器构成的光波分复用系统，从结构上来分，可分为单纤单向WDM系统和单纤双向WDM系统。 1．光波分复用系统的结构与工作原理 图3-43 单纤单向结构WDM传输系统 1．光波分复用系统的结构与工作原理 图3-44 单纤双向结构WDM传输系统 2．光波分复用器 （1）光波分复用器的工作原理 器件的各端口可以作为输入端口，也可以作为输出端口。 2．光波分复用器 图3-45 WDM光传输原理图 2．光波分复用器 （2）光波分复用器的光学特性 ① 复用器 复用器的光学特性可以用给定的输入端口的插入损耗—波长关系曲线表示。 ② 解复用器 解复用的光学特性，可以用输入端到N个输出端的各信道的波长—插入损耗关系曲线来表达 2．光波分复用器 图3-46 复用器插入损耗—波长关系曲线 2．光波分复用器 图3-47 解复用器波长—插入损耗关系曲线 2．光波分复用器 Ⅰ 中心波长λ和中心波长的工作范围Δλ Ⅱ 中心波长对应的最小插入损耗L1和L2 Ⅲ 相邻信道之间串音耦合最大值L12和L23 2．光波分复用器 （