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光隔离器 光环形器 §7.5 光隔离器与环形器 用途 只允许光波往一个方向传播，阻止光波往其他方向特别是反方向传输的。 主要用在激光器或光放大器的后面，以消除反射光的影响，使系统工作稳定。 主要参数要求 插入损耗小（典型值约为0.5 dB） 隔离度大（典型值约在40~50dB之间） PDL小（0.2 dB） 组成原理 一般由起偏器、检偏器和旋光器组成。 光隔离器概述 起偏器使入射光德垂直偏振分量通过，调整法拉第旋转器（YIG）的磁场强度，使偏振面旋转45°，然后通过检偏器。反射光返回时，通过法拉第旋转器又一次旋转45°，正好与入射光偏振面正交，因此受到隔离。 光隔离器工作原理 光环形器 基本原理：与光隔离器相似 光传送顺序：1?2 ?3 ?4 主要指标：插入损耗、隔离度、PDL、回波损耗、方向性等（与光隔离器基本相同） 光环形器工作原理 起偏器、检偏器、旋光器 SWP: spatial walk off polarizer 光环形器应用 光环形器的两种基本应用：OADM制作；单纤双向传输 利用布拉格光栅和环形器各种组合 可以实现哪些功能？ OADM: Optical Add/Drop Multiplexer 光开光定义：通过光通道的通断和转换，实现光层面上的路由选择、波长选择、光分插复用、光交叉连接和自愈保护等功能。 开关时间：开关端口从某一初始状态转为通或断所需的时间。不同的应用场合,对光开关的开关时间要求不同。 光开关其他重要参数：消光比、插损、串话、偏振相关性(PDL)。 §7.6 光开光与光交叉连接器 应用 开关时间需求 光路的交换及管理 (OADM 、 OXC) 1~10ms 保护开关 光包交换 1ns 外调制 10ps 1~10ms 传统机械光开关的结构示意图 机械式光开关 工作原理：通过移动光纤将光直接耦合到输出端或采用棱镜、反射镜切换光路 特点：偏振无关，插入损耗低、串扰小、光学性能好，体积较大、开关速度慢 MEMS开关阵列图 工作原理：通过磁、静电效应移动或旋转微反射镜，利用这些微镜片的二维或三维空间运动，将光直接反射到不同的输出端 特点：低损耗、低串扰、低偏振敏感性、高消光比、体积小、集成度高、开关速度快 MEMS（micro electro mechanical system）光开关 (a)定向耦合器型光开关 (b) M-Z干涉仪型光开关 电光开关原理示意图 波导光开关 工作原理：利用电光效应或电吸收效应以及硅材料的等离子体色散效应，在电场的作用下改变材料的折射率和光的相位，再利用光的干涉或者偏振等方法使光强突变或光路转变 热光开关原理示意图 工作原理：通过电流加热的方法，使介质的温度变化，导致光在介质中传播的折射率和相位发生改变，进而实现光信号的通断 典型材料：SiO2、Si、LiNbO3和有机聚合物等 特点：可以集成、开关速度优于机械式（ms） 热光开关 声光开关原理示意图 工作原理：利用声光效应，即声波在某些介质中传播时，该介质会产生与声波信号相应的、随时间和空间周期变化的弹性形变，从而导致介质折射率的周期性变化，形成等效的位相光栅，其光栅常数等于声波波长，因而能提供一种方便地控制光的强度、频率和传播方向的手段 声光开关 光调制光开关原理示意图 工作原理： 利用输入的控制光信号与信号光进行光交叉相位调制，来调节输出信号光的相对相位关系以实现开关通断。 通过外部输入控制光调制半导体光放大器(SOA)的折射率来调节输出信号光的相对相位关系以实现开关通断。 光调制光开关 功能定义：用于光纤网络节点的装置，通过对光信号进行交叉连接，能灵活有效地管理光纤传输网络，是实现可靠的网络保护/恢复以及自动配线和监控的重要技术 结构核心：光交叉连接矩阵（一般是通过光开关矩阵来实现） 技术要求：无阻塞、低串扰、低延迟、无偏振依赖性、宽带和高的可靠性，并具有单向、双向和广播形式的功能 光交叉连接器 OXC功能结构示意图 波分复用/解复用器 光交叉连接矩阵 波长转换模块 OXC基本结构 §7.7 光波长转换器 光波长转换器（Wavelength Converter）是一种实现将光信号从某一波长的光载波转换至另一波长光载波的器件，是波分复用光通信系统向光网络演变的一个关键性器件。它可以在光通信网络中广泛地用于光交换、波长路由以及光信号的全光再生等。 光－电－光式光波长转换器 全光波长转换器 光/电/光波长转换器结构原理图 功能定义： 首先利用光探测器将光信号转化为电信号，再将此信号存储于电存储器中，然后用此电信号驱动可调谐激光器，变成另一波长的光信号。 特点 信噪比高、偏振无关、转换速率可达10Gbit/s、可实现消光比增强及信号再生、技术成熟 透