2012第二章2（无源）.ppt

2.4 光无源器件 三、光滤波器 4、光纤光栅滤波器 第二章 光纤通信器件 解复用过程 3dB 3dB 复用过程 3dB 3dB 滤波器 3dB 2.4 光无源器件 三、光滤波器 4、光纤光栅滤波器 利用不同点光栅周期(Λ)不同（光纤chirp光栅），不同波长(λB)反射，进行通信中的色散补偿。 第二章 光纤通信器件 红 红 兰 兰 在光纤中 短波长的光比长波长传播快，形成脉冲展宽，经环形器到达光纤chirp光栅不同处，不同波长的光反射，再经环形器进入光纤时，展宽的脉冲被还原。 2.4 光无源器件 三、光滤波器 5、声光可调谐滤波器(AOTF) 第二章 光纤通信器件 AOTF是一个通用器件，可以同时选择几个波长，可以用作WDM合波器、波长路由器等。 1. AOTF的结构 AOTF是基于声（波）与光相互作用原理制成的光器件，下图给出了它的一种结构。它由一个波导、偏振器和声音换能器构成。波导由双折射材料制成，只允许最低次模TE和TM模在其中传播。 2.4 光无源器件 三、光滤波器 5、声光可调谐滤波器(AOTF) 偏振器放置在波导的输出端，只让TM模的光波通过。声音换能器将电能转换成声波在波导中传输，如果输入光波的波长为λ1λ2…λN，由于声波在波导中传播引起的介质折射率的周期性变化，其作用相当于形成了光栅，当光波的波长满足布拉格（Bragg）条件时，则TE模的能量会转移到TM模，因而能通过偏振器输出，其余的被拒绝。 第二章 光纤通信器件 2.4 光无源器件 三、光滤波器 5、声光可调谐滤波器(AOTF) 布拉格条件为 nTE、 nTM分别为TE、TM模的折射率，Λ为光栅周期。（LiNbO3晶体，nTE、nTM模折射率的差为Δn=0.07） 第二章 光纤通信器件 与偏振无关的AOTF的原理框图 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 第二章 光纤通信器件 1、角色散型（光栅、棱镜） 光栅是传统的分光器件， 有两种类型的光栅， 即反射型和衍射型光栅， 它的调谐能力由公式 决定。最实际的方法是改变它的入射角度。有宽的调谐范围是主要优点之一，它的所有其他特性也是令人满意的。 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 （WDM） 2、熔锥光纤耦合器型 第二章 光纤通信器件 P0为输入光纤1中的光功率，L有效作用长度。K是耦合系数。前面讲的耦合器分光比不受波长的影响，用作波分复用器时，通过改变熔融拉锥工艺，使分光比随波长急剧变化，使其输入光纤1中不同波长的光功率在输出端分别在两个端口输出。 根据耦合器在理论，在两根互相平行的单模光纤沿作用耦合区功率分布： 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 （WDM） 2、熔锥光纤耦合器型 利用熔锥型耦合器的波长依赖性可以制作WDM器件，其耦合长度Lc随波长而异。如当耦合长度为4.5 cm 时， 两个波长就可实现分离。 第二章 光纤通信器件 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 （WDM） 3、干涉滤波器型 第二章 光纤通信器件 前面介绍的介质薄膜干涉滤波器、M-Z干涉滤波器的原理都可以构成波分复用／解复用器 。 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 4、列阵波导光栅（AWG） 第二章 光纤通信器件 阵列波导AWG是MZI（马赫—曾德尔干涉仪）的推广。 MZI可看作为一个器件，它将一路输入信号分成两路输出光信号， 然后让它们分别经历不同的相移后，又将它们合为一路信号输出。AWG是以光集成技术为基础的平面波导型器件，它将同一输入信号分成若干路信号，分别经历不同的相移后又将它们合在一起输出，具有一切平面波导技术的潜在优点，诸如适于批量生产，重复性好，尺寸小，可以在光掩膜过程中实现复杂的光路，与光纤的对准容易等， 因而代表了一种先进的WDM技术。 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 4、列阵波导光栅（AWG） 第二章 光纤通信器件 一种典型的器件是平面波导选路器，它由两个星形耦合器经M个非耦合波导构成，耦合波导不等长从而形成光栅。 这种波导型WDM器件十分紧凑，通路损耗差小，隔离度已可达25 dB，通路数大(至少已实现32路)，易于批量生产。 2.4 光无源器件 四、波分复用／解复用器 4、列阵波导光栅（AWG） 阵列波导是由一系列不等长度的通道波导构成的，相邻两波导的长度差为常数ΔL，这种结构产生的波长相关相移使阵列波导呈现衍射光