《光纤通信与数字传输》课件——22无源光器件-波分复用器光纤光栅.ppt

1、101、101、101、101、101、10光纤通信与数字传输第二十二讲：无源光器件——波分复用器、光纤光栅*/101．光波分复用器概念及作用概念：在一根光纤中同时传输多个波长光信号的技术称为光波分复用技术（WDM）。波分复用技术的核心部件就是波分复用器，及光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），本质是光学滤波器，其性能好坏决定系统性能。作用：合波器的功能是在系统发送端，将多个不同波长的光信号组合在一起，并注入到一根光纤中传输；分波器的功能是在系统接收端，将组合在一起的光信号分离，送入不同的终端。八、光波分复用器*/102．光波分复用器种类根据其制造方法的不同，可分为4种类型：角色散型、介质膜干涉型、光纤耦合型和集成光波导型。（1）角色散型利用角色散元件来分离和合并不同的光信号，从而实现波分复用功能的器件。主要有棱镜和光栅，实际中主要使用光栅，特别是衍射光栅。流行的是反射型闪烁光栅。该光栅制造要求精密，不适合大批量生产，主要用于科研。八、光波分复用器（a）采用普通透镜的WDM（b）采用棒透镜的WDM图2光栅型波分解复用器*/10（2）介质薄膜干涉型波分复用器由多个介质薄膜干涉滤波器构成的器件。可由几十层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜，按设计要求组合，每层厚度1/4波长。八、光波分复用器（a）采用普通透镜的WDM（b）采用棒透镜的WDM图3介质薄膜干涉型波分解复用器*/10（3）光纤耦合型波分复用器应用较广的溶拉双锥型波分复用器。八、光波分复用器图4光纤耦合型波分解复用器*/10（4）集成光波导型波分复用器以光集成技术为基础的平面波导型器件。它由输入波导、输出波导、两个星型耦合器和波导阵列光栅组成。八、光波分复用器（a）AWG复用器（b）平板波导图5N×N平面阵列波导光栅(AWG)WDM*/10波分复用器是波分复用系统的重要组成部分，对波分复用器的基本要求是：插入损耗小，隔离度大；带内平坦，带外插入损耗变化陡峭；温度稳定性好，工作稳定、可靠；复用通路数多，尺寸小等。（1）插入损耗插入损耗是指系统接入该器件后产生的附加损耗。包括器件本身存在的固有损耗和由于器件接入在光纤线路连接点上产生的连接损耗。该值越小越好，目前0.5dB以下。（2）信道隔离度指信道之间的串扰程度。该串扰与各信号每个光源的谱宽及信道间隔有关。要求有较窄光源谱宽，保持恒定的光源环境温度，可尽量增加信道间隔但过宽的间隔将导致资源的浪费。设计合理间隔很重要。3．光波分复用器的性能指标··**/10（3）几种常用波分复用器的比较器件类型机理批量生产通道间隔/nm通道数串音/dB插入损耗/dB主要缺点衍射光栅型角色散一般0.5~104~131≤-303~6温度敏感介质薄膜型干涉/吸收一般1~1002~32≤-152~3通路数较少熔锥型波长依赖较容易10~1002~6≤-45~100.2~0.5通路数少集成光波导型平面波导容易1~54~32≤-256~11插入损耗大表1几种常用波分复用器的性能比较波分复用器的一般性质波分复用器2端6端工作波长/μm1.31/1.551.31/1.55波长间隔/nm20020～30附加损耗/dB0.5～12～3隔离度/dB55(滤波)25*/10*光纤光栅是利用光纤中的光敏性而制成的。光敏性是指当外界入射的紫外光照射到纤芯中掺锗的光纤时，光纤的折射率将随光强而发生永久性改变。人们利用这种效应可在几厘米之内写入折射率分布光栅，称为光纤光栅。光纤光栅最显著的优点是插入损耗低，结构简单，便于与光纤耦合，而且它具有高波长选择性。常制作成信道间隔非常小的带通或带阻滤波器。*/10九、光纤光栅图6布拉格光栅滤波器致谢！*/101、101、101、101、101、101、10