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第 五 讲光波分复用器 2004.9.28 内容提要 1、熔融拉锥型波分复用器； 2、光纤光栅型波分复用器； 3、组 合 型波分复用器； 内容回顾 1.干涉膜滤光型光波分复用器； 干涉滤光膜型DWDM的一种工艺方案 内容回顾 2.衍射光栅型光波分复用器。 对于给定间隔d（光栅常数）的光栅，当用多色光照明时，不同波长的同一级亮线(除零级外)均不重合。 几个概念： 1、插入损耗； 2、附加损耗； 3、串音； 4、分光比或耦合比 1、插入损耗(Li) 穿过耦合器的某一光通道所引入的功率损耗，通常以某一特定的端口（3或4）的输出功率P0与某一输入端口（1或2）的输入功率Pi之比的对数Li来表示。 2、附加损耗(Le) 某一端口的输入功率Pi与各输出端口功率和的比值的对数。对于2X2四端口光纤耦合器： 对于理想的耦合器，Le=0，即输入功率=输出功率； 但实际上由于存在散射或接头，使得Le不为0，但应尽量小。 3、串音（Lc） 由1端口输入功率P1泄露到2端口的功率P2比值的对数。 4、分光比或耦合比(SR) 某一输出端口（3或4）光功率Pi与各端口总输出功率之比，即： 一个器件——环行器 波导型耦合器 熔融拉锥波分复用器 主要应用于双波长的复用: 1）1310nm/1550nm； 2）掺铒光纤放大器(EDFA):980nm/1550nm 1480nm/1550nm 3）光学监控系统应用：1551nm/1550nm 制作方法 将两根（或多根）除去涂覆层的裸光纤以一定的方式（打绞或用夹具）靠近； 在高温下加热熔融，同时两侧拉伸； 利用电脑监控其光功率耦合曲线，并根据耦合比与拉伸长度关系(如图)控制停火时间，最后在加热区形成双锥波导结构。 光纤光栅型波分复用器 光纤光栅的概念 光纤光栅是利用紫外（UV）激光诱导光纤纤芯折射率分布呈周期性变化的机械形成的折射率光栅。 让特定波长的光通过反射和衰减实现波长选择，便可制成波分复用器件。 短周期光纤光栅 按折射率周期分 长周期光纤光栅 光纤布拉格（Bragg）光栅（FBG） 光纤布拉格(Bragg)光栅工作原理 利用FBG构成的波分复用器 三种构型实现解复用功能。 试比较其三者的优缺点。 组合型波分复用器 为了实现更优性能和更高密集度的波分复用，可以使用几种器件进行组合。这就是美国E--TekDynamics公司推出的组合型波分复用器。 它采用熔融拉锥型耦合器、切趾Bragg光栅和带通波分复用器（BWDM）组合构型，其信道间隔可达0.4nm（50GHz） 组合型8信道波长复用器原理描述 组合型8信道波长解复用器原理描述 三、阵列波导光栅型波分复用器(AWG) 阵列波导光栅 阵列波导光栅(AWG: Arrayed Waveguide Grating) 它由两个多端口耦合器和连接它们的阵列波导构成。AWG可用作n×1波分复用器和1×n波分解复用器。 AWG损耗低，通带平坦，容易集成在一块衬底上。AWG也可用作静态波长路由器， 阵列波导光栅(AWG) * * SiO2 多层介质膜 L H H H H L L L 基于多层介质薄膜滤波器的 波分复用/解复用器 输入光纤 ?1 ?4 ?3 ?2 干涉滤光膜 ?1—?16 ?1—?15 ?16 干涉滤光膜型DWDM的一种工艺方案 ?1—?14 ?15 (a) 透射光栅； (b) 反射光栅 光栅平面 影像平面 l 2 l 1 q d 1 q d 2 q i l 1 ＋ l 2 光栅平面 影像平面 l 2 l 1 q d 1 q d 2 q i l 1 ＋ l 2 (a) (b) 二、光栅型波分复用器 输入光 ?1 ?4 ?3 ?2 1. 体光栅型 1 2 3 4 环形器 1 2 3 在理想的3端口环行器中： 1端口的输入功率从2端口输出； 2端口的输入功率从3端口输出； 3端口的输入功率从1端口输出。 玻璃 衬底 嵌 入波导 监控波长 信号光波长 4）基本结构 将几根光纤去涂覆后排列在一起，用熔拉双锥技术制作成光耦合器。 工作原理： 光功率的比例分配与锥形的长度和包层的厚度有关 光方向 耦合器 耦合级联——制作DWDM方案 1×2型 2×2型 级联 1×N型 N×N型 UV FBG是直接用紫外激光写入在光纤纤芯上，且其反射波长的反射率几乎可