光纤技术及应用---第五章讲义.pptVIP

第五章光 纤 器 件;*;(b)光纤有源器件：用光纤构成的一种能量产生型器件 如：光纤放大器、光纤激光器等 功能：主要是扩大通信容量、增大中继距离、提高传感效能等。;;;*;*;*;光纤活动连接器基本上是采用某种机械和光学结构，使两根光纤的纤心对接，保证95％以上的光能通过连接器。 目前，活动连接器有代表性且正在使用的结构有以下几种。 图 套管结构; 图 双锥结构 图 球面定心结构;图 常用光纤连接器的对准方案示意图 (a) 直套筒； (b) 锥形套筒； (c) 扩展光束;常用连接器类型;*;光纤定向耦合器特点： 器件的主体是光纤，不含其它光学元件； 光的耦合功能是通过光纤中传输模式的耦合实现的； 光信号的传送方向是固定的。;*;图5.1-8（X形拼接式耦合器）,-----输出分配比取决于两纤芯间距以及拼接长度。;光耦合器(Coupler)是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。 从功能上，可分为光功率分配器和光波长分配（合/分波）耦合器。 从端口形式上，可分为X 形( )、Y 形( )、星形 ( N × N, N＞2 ) 以及树形 ( 1 × N, N＞2）耦合器。如书上：P86 图5.1-10 星形耦合器;（1）插入损耗(Insertion Loss):定义为指定输出端口的光功率相对于全部输入光功率的减小值 式中， 为第i个输出端口的插入损耗； 为第i个输出端口的光功率； 为输入端的光功率。 （2）附加损耗(Excess Loss)：定义为输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值 插入损耗是各输出端口的输出功率状况，不仅与固有损耗有关，而且与分光比有很大的关系。;（3）分光比(Coupling Ration)：定义为耦合器各输出端输出功率的比值 它是光耦合器特有的技术指标。 （4）方向性(Directivity) 方向性是光耦合器特有的技术指标, 是衡量器件定向传输特性的参数。以X形耦合器为例，方向性定义为耦合器正常工作时，输入一侧非注入光的一端输出的光功率与全部注入的光功率的比值。;由 2 端输出的光功率 与全部注入的光功率(即图中 1 端注入的光功率 )之比为 图 X形耦合器的方向性;（5）均匀性(Uniformity)：是指各端口输出功率偏离平均值的程度 对于要求均匀分光的光耦合器（主要是星形和树形），由于工艺局限，往往不可能做到绝对的均匀，用均匀性来衡量其不均匀程度： N为 相应输出端口总数 （6）偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss) 衡量器件对于传输光信号的偏振态的敏感程度的参量，也称为偏振灵敏度。;指当传输光信号的偏振态变化 时，器件各输出端输出功率的最大变化量： （7）隔离度(Isolation)：指光纤耦合器的某一光路对其他光路中光信号的隔离能力 式中， 是某一光路输出端测到的其他光路信号的功率值； 为被检测光信号的输入功率值。 隔离度高，意味着线路之间的“串话”小。;*;*;1、光波分复用器的类型 按照光波分复用器的分元件及工作原理，可将其分为棱镜分光型、干涉膜滤光型、光纤定向耦合器、光纤光栅型、以及波导阵列光栅型。;*;*;光波分（解）复用器是按光波波长进行功率分离与合成的光无源器件，结构如图所示。 图 WDM 光传输原理图;利用色散、偏振、干涉等物理现象都可以制作WDM 器件。以下是几种常见的WDM 器件类型。 1．介质膜型 利用窄带干涉滤光膜（带通型）进行波长的选择，通道数目4~8个，其结构如图所示。 图 窄带介质膜带通滤光片构成的4通道WDM器件;光栅型 利用光栅的衍射效应，不同波长的光衍射角度不同，实现空间的分离，通道数目64个，其结构如图所示。 图 由反射光栅构成的解复用器;波导阵列光栅型 波导阵列光栅型波分复用器由输入和输出波导、空间耦合器和波导阵列光栅构成。 输入