光通信 之光无源器件.ppt

3.3 光无源器件 光无源器件是光路的重要组成部分。 光无源器件与电无源器件有许多相似之处，电无源器件如插头、开关、电容、电阻、电感等，是电路的重要组成部分。常见的光无源器件有光纤连接器、光波分复用器、光衰减器、光隔离器、光耦合器、光开关等。 本章主要内容 1 光纤活动连接器 2 光衰减器 3 光波分复用器 4 其他无源器件 ■对光无源器件的普通要求： 插入损耗小 工作温度范围宽 性能稳定、寿命长 体积小 价格便宜 便于集成 1 光纤活动连接器 ■连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸连接的器件。 （活动连接） ●主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或光纤线路与其他光无源器件之间的连接。 ■接头是实现光纤与光纤之间的永久性连接。 （固定连接） ●主要用于光纤线路的构成。 活动连接结构：套管结构 双锥结构 V形槽结构 球面定心结构 透镜耦合结构 原理：对于活动连接器，光纤固定在插针的微孔内，两支带光纤的插针用套管对中实现连接。如下图示（有代表性的）： 双锥结构 V形槽结构 球面定心结构 透镜耦合结构 端面接触形式 三种形式： 对于FC型连接器，光纤端面为一垂直光纤轴心，无凹凸不平的抛光平面。 对于PC型，要求光纤端面为抛光的球面光纤芯子位于球冠的中心。 对于APC型，光纤端面抛光成球面，且端面法线和轴线成一定的角度，使光难以返回光源。 光纤固定连接方法：熔接法、V形槽法、毛细管法、套管法等。 熔接法：一种加热和熔化的方法，有电弧熔接、氢氧焰熔接、激光熔接。 2 光衰减器 ■作用： 对光能量进行预期的衰减 使光能量减少 ■使用场合： 光通信系统的指标测量、 短距离通信系统的信号衰减、 系统试验等 ■分类 ●传输方式 单模光衰减器 多模光衰减器 ●接口方式 尾纤式光衰减器 连接器端口式光衰减器 ●衰减方式 固定光衰减器 可变光衰减器 ●工作原理 耦合型 位移型 衰减片型 工作原理 ■固定衰减器的结构： 在光纤的端面上或两个端面之间涂覆一层衰减膜。 ■固定衰减器的工作原理 吸收一部分光，使其产生衰减作用，即在光线轴线上设置一种半透明的掺杂物质，即衰减膜，以便吸收带内的光，产生衰减。 ■可变光衰减器的工作原理： ●步进式： 准直器和两个衰减盘 可以产生十档的衰减量 ●连续式： 透镜、步进衰减圆盘、连续可 调衰减片 可连续均匀的改变张角，即改变其对光的吸收量，产生连续可调的衰减量 3 光波分复用器 ■作用: 对光波波长进行功率分离和合成。 ■结构（如WDM光传输原理图）： ■原理： 光信号从单端口到N端口进行传输，为系统的解复用。 光信号从N端口到单端口进行传输，称为系统的复用。 注入各种波长的光信号，在输出端，不同波长的光信号分别在N个端口输出，其功率在不同波长之间有极低的串扰。 多波长波分复用器件的类型很多： 以介质模型为例，其4通道波分复用器： 5支自聚透镜软线、 4组滤光片、 1个通光基体 光波分复用器的光学特性 ■插入损耗：表示特定的波长经过光波分复用器后衰落的过程。 ■波长间隔：相邻两中心波长的间隔。 ■通带：表示通过频带的宽度。 ■解复用器的工作波长:中心波长 工作范围 最小插入损耗 串音耦合值 4 其他无源器件 光分路耦合器 光隔离器 光开关 光波长转换器 光滤波器 光纤光栅 光分路耦合器 ■功能： 把一个输入光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。 能使光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，并进行光功率再分配的器件。 ■分类：端口形式上：X形、Y形、星形、树形 功能上:光功率分配器、光波长分配器 传导光模式不同：多模光纤耦合器、单模光纤