[理学]光纤光学第三章.ppt

Chapter 3 光无源器件 定义：不需要外加能源驱动工作的光电子器件 光纤连接器（固定、活动,FC/PC,FC/APC） 光纤定向耦合器/分支器 光分插复用器（OADM) 光波分/密集波分复用器（WDM/DWDM) 光衰减器（固定、连续） 光滤波器（带通、带阻） 光纤隔离器与环行器（偏振有关、无关） 光偏振态控制器、光纤延迟线、光纤光栅 §1-2. 熔锥型、磨抛型器件器件分/合束器和耦合器（Splitters and Couplers） §3. 偏振器 The rotation of the birefringent axes has the effect of phase retardation of one component of the signal light in relation to the other. Thus it changes the polarization of the signal. By rotating the fiber loops you can adjust the device to produce light at any desired polarization. 2. 偏振分束器（Polarization Beam Splitter） §4 、隔离器（Isolator） Principal of Isolator §5. 光纤光栅（Fiber Grating） Principle of Operation Writing the Grating The grating is written by exposing the fiber to UV light. UV light (244 nm) is able to make permanent modifications in the refractive index of the core. The change in the refractive index is very small indeed. An index change of 0.0001 is sufficient to make an effective grating. Applications §6. 环形器（Circulator） Light entering at any particular port (say port 1) travels around the circulator and exits at the next port (say port 2). Light entering at port 2 leaves at port 3 and so on. §7. 掺铒光纤放大器（EDFA: Erbium Doped Fiber Amplifier) §8.光纤激光器 激光器的基本原理 光纤激光器的基本原理 1. 大功率光纤激光器 实现大功率输出的主要技术 采用包层泵浦技术，采用特种光纤作为增益介质，同时采用特种材料制造光纤 大功率光纤激光器的应用 激光加工，激光医疗和军事 §9.光纤传感器 工作原理 所谓光纤传感器，就是光纤自身直接接收外界的被测量。外接的被测量物理量能够引起测量臂的长度、折射率、直径的变化，从而使得光纤内传输的光在振幅、相位、频率、偏振等方面发生变化。测量臂传输的光与参考臂的参考光互相干涉（比较），使输出的光的相位（或振幅）发生变化，根据这个变化就可检测出被测量的变化。 多层电介质干涉膜型合波分波器，是把具有接近λ／2或者λ／4光学厚度的高折射率电介质膜和低折射率电介质膜交替重叠形成薄膜， 于是对于特定波长表现出较强的选择性。这种波长选择性主要依赖于电介质膜的层数、膜的厚度、膜的材料等。 滤波器（Filter） 掺杂光纤放大器利用掺入石英光纤的稀土离子作为增益介质，在泵浦光的激发下实现光信号的放大，放大器的特性主要由掺杂元素决定。 EDFA给光纤通信领域带来的革命! EDFA解决了系统容量提高的最大的限制——光损耗 补偿了光纤本身的损耗，使长距离传输成为可能 工作频带正处于光纤损耗最低处(1525-1565nm) 大大增加了功率预算的冗余，系统中引入各种新型光器件成为可能 支持了最有效的增加光通信容量的方式-WDM 频带宽，可以对多路信号同时放大——波分复用 推动了全光网络的研究开发热潮 全光纤结构，与光纤系统兼容; 对数据率/格式透明，系统升级成本低； EDFA的工作原理 EDFA采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光作用下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大。 信号光与波长较其