光线传感技术原理.ppt

光无源器件 一、连接器和接头 二、光衰减器 三、光耦合器 四、光隔离器 五、光环行器 六、光调制器 七、光开关 八、波长转换器 九、光滤波器 十、光纤光栅 3.1 无源光器件 3.1 光纤连接器 3.1 光纤连接器 3.1 光纤连接器 3.1 光纤连接器 光纤连接器的一般性能 3.2 光衰减器 光衰减器主要用于光纤通信系统的特性测试和其他测试中，是对光功率有一定衰减量的器件。根据衰减量是否变化，可以分为固定衰减器和可变衰减器。 光衰减器的基本原理 在玻璃基片上蒸镀透射系数（或反射系数变化很小的金属膜，使通过镀膜玻璃片的光功率被膜层材料吸收一部分，光强度受到衰减。金属膜可以是镍铬等化合物材料，光的衰减量有膜的厚度进行控制。 固定衰减器 固定衰减器对光功率衰减量固定不变，主要用于调整光纤传输线路的光损耗。 可变衰减器 可变衰减器的衰减量可在一定范围内变化，用于测量光接收机灵敏度和动态范围。 三、光耦合器 光耦合器的功能是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。 光耦合器类型 T型光耦合器——是一种2×2的3端耦合器，可把一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根光纤，或把两根光纤的输入光信号组合在一起，输入一根光纤。主要用做不同分路比的功率分配器或组合器。 星型光耦合器——是一种n×m的耦合器，可把n根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配给m根光纤。 定向光耦合器——是一种2×2的3端或4端耦合器，用于分别驱除光纤中向不同方向传输的光信号。只用于作分路器，不能作合路器。 波分复用/解复用器——波分复用器是与波长有关的耦合器，用于把多个不同波长的发射机输出的光信号组合在一起，输入到一根光纤；解复用器用于把一根光纤输出的多个不同波长的光信号分配给不同的光接收机。 常用光耦合器类型示意图 光耦合器主要特性 1）? 耦合比CR——是一个指定输出端的光功率Poc和全部输出端的光功率总和Pot的比值。 2）? 附加损耗Le——是全部输入端光功率总和Pit和全部输出端光功率总和Pot的比值。 3.4 光隔离器 光隔离器——是一种非互易性器件，只允许光波往一个方向传输，阻止光波往其他方向尤其是反方向传输。一般用在激光器或光放大器后。插入损耗值为1dB,隔离度的典型值为40--50 dB。 光隔离器工作原理 假设入射光是垂直偏振光，起偏振器的透振方向是在垂直方向，故入射光顺利通过它射向法拉第旋转器，法拉第旋转器由旋光材料制成，能使光的偏振态旋转一定角度，如45°，并且其旋转方向与光传播方向无关。法拉第旋转器后的检偏振器透振方向若在45°方向上，则经过法拉第旋转器旋转45°后的光能通过检偏振器，即光沿正方向（从左到右）通过这些器件是没有损耗的。但沿反方向（从右到左）传送的反射光，其偏振态也在45°，当反射光经过法拉第旋转器再旋转45°后，偏振态达到90°，变为水平偏振光，则无法通过起偏振器。 光隔离器工作原理示意图 3.4 光隔离器 3.4 光隔离器与光环形器 3.5 光环行器 光环行器——是多端口的隔离器。主要用于光分插复用器。典型的环行器一般有三或四个端口，在三端口环行器中，端口1输入的光信号在端口2输出，端口2输入的光信号在端口3输出，端口3输入光信号在端口1输出。 常用光环行器示意图 3.6 光调制器 光调制器——外调制方式中采用，把激光的产生和调制分开， 可避免对光源直接调制产生线性调频的限制。调制器一般用电光效应或声光效应使折射率改变，或用磁光效应使光的透过率变化实现光调制。 3.7 光开关 3.8 波长转换器 3.8 波长转换器 3.9 光滤波器 3.10 光纤光栅 * * 无源光器件是除光源器件、光检波器件之外不需要电源的光通路部件。 无源光器件可分为连接用的部件和功能性部件两大类。 连接用的部件有各种光连接器，用做光纤和光纤、部件（设备）和光纤、或部件（设备）和部件（设备）的连接。 功能性部件有分路器、耦合器、光合波/分波器、光衰减器、光开关和光隔离器等，用于光的分路、耦合、复用、衰减等方面。 光纤连接器，俗称活接头，ITU-T建议将其定义为“用以稳定地，但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件”。 光纤连接器主要用于实现系统中设备与设备、设备与仪表、设备与光纤及光纤与光纤的非永久性固定连接等。 （1）光纤连接器的基本构成 由三个部分组成的：两个配