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光纤通信原理与技术第三章 3.3 光无源器件 3.3 光无源器件 光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器 （Isolators Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator 3.3 光无源器件 光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器 （Isolators Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator 3.3.1 光连接器—Connector 技术指标： 插入损耗：光信号通过连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。 回波损耗：反射损耗，光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数。 重复性和互换性 活动连接器 方法：利用精密陶瓷套筒准直纤芯 3.3 光无源器件 光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器 （Isolators Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator 3.3.2 光耦合器—Coupler 定义：对同一波长的光功率进行分路或合路 性能指标：附加插入损耗、反射损耗和串扰 类型： Y型、X型2?2耦合器、1?N型、M?N型 结构：全光纤型、微光元件型、集成光波导型 功能：光信号的分配、合成、提取、监控等。 1、工作原理 消逝场耦合。 散射矩阵表示法 以2?2耦合器为例,用散射矩阵(传播矩阵)S来分析: 散射矩阵表示法 假如从端口a1输入的光功率中有比例为(1－?)的部分出现在输出端口b1，剩余的?部分出现在端口b2。散射矩阵： 令Ein,2=0，则有Eout,1=(1/?2)Ein,1和Eout,2=(j/?2)Ein,1 ，输出功率为： Pout,1=Eout,1Eout,1*=1/2Ein,12=1/2P0 Pout,2=Eout,2Eout,2*=1/2Ein,12=1/2P0 3.3 光无源器件 光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器 （Isolators Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator 光环形器 基本原理：工作原理等同于隔离器， 光传送顺序：1?2 ?3 ?4 （三端口，四端口，多端口） 主要特性： 插入损耗 隔离度 价格 3.3 光无源器件 光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器 （Isolators Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator 3.3.4 光调制器Modulators 光调制器：实现从电信号到光信号的转换 光调制的分类： 从光源调制角度看，有两种方法实现光调制，其一，将调制信号直接注入激光器（调制激光器驱动电流），而实现激光输出光强度等参数的调制--内调制或直接调制（简单、经济、引入较大的啁啾）；其二，将调制信号控制激光器后接的外调制器，利用调制器的电光、声光等物理效应使其输出光的强度等参数随信号而变--外调制（调制信号啁啾小）。 按被调制光波的参数分：强度调制、相位调制、偏振调制等。 直接调制和外调制 光源的外调制技术 调制信号不直接施加在LD上，而是施加在光调制器上。 外调制技术分类： 电光调制 Electrooptic Effects 电致吸收 Electro-Absorption Effects 磁光调制 Magnetooptic Effects 声光调制 Acoustic Modulators 其中电光调制和电致吸收最为常用。 电光效应光调制器 电光效应：电压施加于某些电光晶体(如LiNbO3 ) ，导致晶体折射率发生变化，引起通过该晶体的光波特性发生变化。 折射率变化?n与外加电场E有着复杂的关系，可近似地认为?n与(r ?E?+R ?E?2)成正比。 40Gb/s LiNbO3 Modulator 电致