集成光电子器件课件.ppt

2. 光纤通信 1980： 850nm多模光纤通信系统 1983： 1310nm单模光纤通信系统 1991： 1550nm单模光纤通信系统 1995： 采用光放大器和波分复用(WDM)技术的第四代 光纤通信系统 全光网：是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/ 电的变换， 而在网络中传输和交换的过程中始 终以光的形式存在。 波分复用WDM和掺铒光纤放大器EDFA被认为是光纤通信的代表性技术，下面是WDM+EDFA示意图 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。 光环行器 2 3 1 2 3 4 (a) 三端口 (b) 四端口 1 三端口和四端口的环行器 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。根据衰减量是否变化，可以分为固定衰减器和可变衰减器。 光衰减器 光波分复用器/解复用器 将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出的器件称为合波器。 经同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出的器件称分波器。 有时同一器件既可作分波器，又可以作合波器。 光开关 光开关——用于切换光路，实现光交换，提高光网络的灵活性和有效性。 分机械光开关和非机械光开关 光开关 全光波长转换器 全光波长转换器实现把信息从一个波长上转换到另一个波长上，可以避免网络阻塞，提高网络的有效性。 全光波长转换器基本上都是利用某种光学介质的高速非线性效应来实现的，如交叉增益调制效应、交叉相位调制效应、四波混频效应、交叉偏振调制效应等。 光码型转换器 在通信中，有NRZ、RZ、DPSK、FSK、PolSK等码型，对每一种码型来说，都有自己的优点和不可避免的缺点，它们适用于不同的网络范围和工作速率。 光码型转换器基本上也都是利用某种光学介质的高速非线性效应来实现的。 码型转换器可以实现不同码型之间的转换，提高光网络的有效性和灵活性。 光逻辑门 全光逻辑器件可以实现光的各种逻辑功能。 全光逻辑器件也基本上都是利用某种光学介质的高速非线性效应来实现的。 光逻辑器件可应用到信头处理、静荷定位、时钟提取、信号再生、光分组自路由和光信号编码等节点功能上，是超快全光信号处理技术中的一个关键组成部分。 * * 集 成 光 电 子 器 件 李 培 丽 TelEmail：lplthl@ 仙林校区教师公寓3栋4单元208 第一章 光纤通信与光电子器件 1.1 光纤通信 1.1.1 光通信的发展 1.1.2 光通信的优点 1.2 光纤通信用光电子器件 1.2.1 光电子器件 1.2.2 光电子器件的发展 1.1 光纤通信 1.1.1 光通信的发展 1.1.2 光通信的优点 1.2 光纤通信用光电子器件 1.2.1 光电子器件 1.2.2 光电子器件的发展 第一章 光纤通信与光电子器件 1.1.1 光通信的发展 光通信的定义：以光波作为载波进行信息的传输方式。 探索时期的光通信 原始形式的光通信： 烽火、信号弹、红绿灯 1880年Bell发明了用光波作载波传送话音的“光电话”，传输距离213米。 Bell光电话是现代光通信的雏型 1960年，美国人梅曼发明红宝石激光器，获得高强的、 频率和相位都稳定的相干光——激光。 解决了光源问题，这引起了新一轮的光通信研究热潮 ——激光大气通信。但由于自然气象条件的影响没有进展。 （现在无线光通信又成了研究热点） Bell光电话并没有进入实用，有两方面的制约因素： Ⅰ 光源：以自然光作为载波，它的频率和相位杂乱无章，不能用于大容量的通信； Ⅱ 信道：以大气作为传输介质，损耗非常大，同时自然界的气象条件千变万化，对光信号的干扰很大。 1966年，英籍华裔学者高锟发表论文，认为只要设法降低 光纤中的杂质，可以使光纤损耗降为20dB/km。 实际上，人们早就利用光纤了。利用光波导的原理，人们制造了胃镜，可以观测1米左右的距离。 在60年代，最好的光纤损耗也在1000dB/km以上。 10dB/km —— 1/10； 20dB/km —— 1/100； 1000dB/km ——？ 由1000dB/km —— 2