37 第五章 光路无源器件.ppt

第五章 光无源器件;5.1 光纤连接器;5.1.1 光纤连接损耗及影响因素 ;图5-1 产生光纤连接损耗因素;5.1.2 光纤连接器类型;插针－套筒式光纤连接器;光纤连接器的分类;FC型光纤活动连接器示意;SC型光纤活动连接器;阵列式连接器;常用连接器实物;插针形式;表5-1 PC型活动连接器主要性能指标;5.1.3 光纤连接器性能参数;光纤活动连接器的参数测试; 光纤活动连接器的插入损耗的测量公式如式1所示： 式中P1为入射光功率，P2为出射光功率。 ;(2) 回波损耗 回波损耗是在传输速度的提高和带宽的增加条件下提出的新指标。是指在使用光纤活动连接器时, 由于两个端口的各种参数不同及接口存在的间隙导致连接端口的反射, 是入射光功率与沿输入路径返回被测入口端的光功率比的分贝数，测量公式如式2所示： 式中P1为入射光功率，P3为后向反射光功率。 ;5.2 光纤耦合器 ;*;工作原理　 2×2耦合器是最简单的器件，我们以它为例来说明耦合器的工作原理。图为熔锥型光纤耦合器结构示意图。;光耦合器结构;*;光纤耦合器性能参数;光耦合器性能参数;（2）附加损耗 附加损耗表示耦合器带来的总损耗，定义为各输出端的能量总和与输入端能量之比用公式表示为: 式中P1为输入端口1的光功率，P3、P4分别为端口3、4输出的光功率。性能较好的2×2光纤耦合器的附加损耗小于0.2dB。 ;（3）分光比 分光比一般可根据用户的需要设计，它是耦合器特有的参数，在具体应用中常用某一输出端口的光功率相对于输出总功率的百分比表示，即 式中pi为某一输出端口的光功率，P3 为3端口输出光功率, P4 为4 端口耦合输出光功率。 ;（4）隔离度 隔离度也叫方向性或串扰，它表示输入功率出现在不希望的的输出功率比值，用公式表示为 ;5.3 光衰减器 ;衰减器的工作机理有以下几种：;根据使用场合的不同，又可将衰减器分为在线型衰减器、适配器型固定衰减器、插头式衰减器、光纤端口终止器等。技术参数主要有中心波长、带宽、衰减器、衰减精度、最小回波损耗、最大偏振灵敏度等，其中的衰减精度是指能被精细调节衰减的准确性。;*;图5-9 光可变衰减器;光衰减器是一种专门用于降低光功率的无源器件，可以稳定、准确地减小信号光功率。在短距离的光纤通信中，使用衰减器来减少富余的光功率，防止输入光功率超出接收机的动态范围而失真，在光纤测试系统中常用衰减器取代长光纤模拟长距离传输的情形；在对光测试仪表的校准中也会使用到光衰减器。 使用误码分析仪，调节光可变衰减器，测试光接收机灵敏度，实验原理如图所示。光接收机的动态范围是在保证一定误码率的前提下允许的最大和最小输入光功率之比的分贝数，即 ; 它表示了光接收机对输入信号变化的适应能力，通过减小衰减器的衰耗，增强光接收机的接收光功率，通过调节误码分析仪，使误码率达到10-11时，记录接收机最大接收光功率Pmax，增加光可变衰减器，降低了光端机输入的光功率，观测误码率达到10-9时观测记录最小接收光功率Pmin，记录观测数值，计算光接收机的灵敏度。 ;5.4 光隔离器和光环行器; 式中L是法拉第旋转器的长度，H是法拉第旋转器沿光束传播上所加的磁场强度，单位为A/m（安培/米，对石英光纤， （ 弧度/安培）。隔离器的工作过程如下：入射光经过输入偏振器后变成垂直偏振光，见图5.2.12。经过法拉第旋转器，垂直偏振光的偏振方向旋转了450，输出偏振器的方向设计成450，所以允许其通过；另一方面，在隔离器的反方向上，反射光经输出偏振器变成450的线偏振光，经法拉第旋转器又一次旋转450后，变成了水平偏振，由于输入偏振器只允许垂直偏振光通过，所以反射光便无法到达隔离器输入端。;隔离器的主要性能指标有工作波长，典型插入损耗（参考值：0.4dB），最大插入损耗（参考值：0.6dB），典型峰值隔离度，最小隔离度（参考值：40dB），最大偏振灵敏度（参考值：0.05dB），回波损耗（参考值：输入/输出60/60dB）等。;图5-10 光隔离器;光