光纤通信系统（第4版）课件：光路无源器件.pptx

光纤通信系统

2本章要点光纤通信系统中除了光源和光检测器外，还有许多无源器件，它们在系统中承担了连接、耦合、开关和偏振作用。本章主要介绍常用无源器件。本章教学课时2学时。

35.1光纤连接器光纤连接器是两根光纤之间完成活动连接的器件，主要用于各类有源及无源光器件之间、光器件与光纤线路之间、各类测试仪器与光纤通信系统或光纤线路间的活动连接。活动连接主要是指可以进行多次重复连接，且重复性能好。与之相对的是，光纤线路中的光纤与光纤之间的连接（光纤接续）是一个永久性（固定）连接，一般不具备重复性。

45.1.1光纤连接损耗及影响因素光纤连接时引起的损耗与多种因素有关，诸如光纤的结构参数（如纤芯直径、数值孔径等）、光纤的相对位置（如横向位移、纵向间隙等）以及端面状态（如形状、平行度等），如图5-1所示。

5图5-1产生光纤连接损耗因素

65.1.2光纤连接器类型按结构：分为调心型和非调心型按连接方式：分为对接耦合式和透镜耦合式按光纤相互接触关系：平面接触式和球面接触式使用最多的是非调心型对接耦合式光纤活动连接器。

7插针－套筒式光纤连接器连接器主要由带有微孔（Φ125μm）的插针体a、插针体b与用于对中的套筒等几部分构成。需要连接的光纤去除涂覆层后插入插针中心微孔，并用环氧树脂类粘结剂固定。将插针体a、b同时插入套筒中，就可完成光纤的对接耦合。插针和套筒之间通过精密公差配合，可以保证两根光纤的轴对准，再采用弹簧等机械装置保证插针－套筒之间的位置固定，即可实现光纤的活动连接。套筒和插针材料通常采用坚硬耐久的金属材料如不锈钢等，但现在多使用性能更加稳定的氧化锆。

8光纤连接器的分类FC型光纤活动连接器SC型光纤活动连接器ST型光纤活动连接器双锥型光纤活动连接器DIN光纤活动连接器MT-RJ型光纤活动连接器LC型光纤活动连接器MU型光纤活动连接器

9FC型光纤活动连接器示意

10SC型光纤活动连接器

11光纤带光纤带插座插头导针光纤光纤阵列式连接器

12常用连接器实物FCTypeSCTypeSC2TypeFDDType

13插针形式 为了进一步减小插入损耗和反射损耗，活动连接器的插针也有不同的形式。常用的插针体有PC（物理接触）、SPC（球面物理接触）、APC（角度物理接触）等。PC插针体端面之间直接接触，使得光纤端面间微小空气间隙引起的损耗大为减少。SPC型将插针端面研磨成球面，利用自聚焦特性获得较小的插入损耗。APC型将插针制成8°倾角，这样可以大大提高回波损耗。

14表5-1PC型活动连接器主要性能指标类型指标单模光纤活动连接器插入损耗（dB）≤0.2重复性（dB）≤±0.1互换性（dB）≤±0.01最大插入损耗（dB）≤0.5反射损耗（dB）≥40寿命（插拔次数）2000使用温度范围－20～＋70℃

5.1.3光纤连接器性能参数光学性能插入损耗回波损耗 互换性或重复性抗拉强度温度插拔次数15

165.2光纤耦合器光纤耦合器的功能是实现光信号的分路/合路，就是把一个输入的光信号分配给多个输出或者把多个输入的光信号组合成一个输出。一般是对同一波长的光功率进行分路或合路。光纤耦合器的使用将会对光纤线路带来一定的附加插入损耗以及一定的串扰和反射。

17分路器(3端口)N星型耦合器（多端口）合波器分波器合路器(3端口)耦合器(4端口)图5-3光纤耦合器的分类

光耦合器结构熔锥型光纤耦合器研磨型光纤耦合器微光元件型光纤耦合器集成光波导型耦合器18

19N×N1×NP1/NP1/NP1/N2×2光耦合器实物

光纤耦合器性能参数插入损耗附加损耗耦合比串扰20

215.3光衰减器光衰减器是一种用来降低（改变）光功率的器件，它可分为可变光衰减器和固定光衰减器两种。可变光衰减器主要用于调节光线路电平，在测量光接收机灵敏度时，需要用可变光衰减器进行连续调节来观察接收机的误码率。在校正光功率计时也需要光可变衰减器。固定光衰减器主要用于调整光纤通信线路电平，若光纤通信线路的电平太高，就需要串入固定光衰减器。

22图5-8光衰减器示意图光纤光纤自聚焦透镜自聚焦透镜衰减片衰减片输入输出

23图5-9光可变衰减器光输入光输出尾纤尾纤圆盘式衰减片圆盘式衰减片棱镜活动接头活动接头

245.4光隔离器和光环行器光隔离器是一种只允许光波往一个方向传播，阻止光波往其他方向特别是反方向传输的一种无源器件，主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回导致器件性能变坏。环