西安邮电大学电子工程学院光纤传输技术课件第三章 无源器件技术.pptVIP

色散补偿 在线性啁啾光栅中，光栅间距不等，不同频率的光的反射位置不同，短的波长ls在近端反射，长的波长ll在远端反射，从而有不同的时延，即出现色散。将光栅滤波器反过来使用就可以改变色散的符号。 长波长l l 短波长ls L 光栅周期增大 初始脉冲 光纤 色散展宽脉冲 压缩脉冲 啁啾光纤光栅 光发射机 环形器 波长分插复用器(OADM) 上下话路复用器，实现在其他波长信道信号不变的前提下，在波分复用网络的节点上直接提取或添加一个或几个波长信道的信号，避免将所有波长信号全部分解开来进而再复接在一起。 EDFA的增益平坦 EDFA的增益谱线有很大的不平坦性，必须对其增益进行均衡，把尖峰压平，使其增益在较宽的频谱范围内是平坦的。 利用长周期光纤光栅来进行增益平坦。通过选择适当的光栅周期，使得长周期光栅将一定波长的光耦合至包层而迅速损耗掉，而且不存在反射，较好的用于EDFA的增益平坦。 光纤激光器 光纤光栅传感器 波分复用器件(WDM) 波分复用技术是在一根光纤中传输多个波长信号从而提高传输容量的一种技术。 波分复用器件包含光分波器和光合波器，它的作用是将多个波长不一的信号光融入一根光纤或者将融合在一根光纤中的多个波长不一的信号光分路。 主要有光栅型、干涉滤波片型、阵列光波导型和熔锥型四种基本形式。 波分复用光纤通信系统组成框图 ? A B 波分复用双向传输系统 ? 棱镜型 光栅型 光栅是指具有周期性透射或反射结构的器件。不同频率的光照射光栅时，由于衍射效应，透射或反射光将以不同的空间角度传播，就可将不同频率的光在空间进行合波或分波。 闪耀光栅剖面图 ln BOE1 l1 ?ln L1 L2 l1 F1 ┋ 透射式二元光学波分复用器件 干涉滤波片型 采用干涉滤波片来实现不同波长的光的分离，实现分/合波功能。 由于采用了微等离子体镀膜技术，介质膜窄带滤光片的光学性能有了很大改善，工艺也较为成熟。透过率高，带宽窄，中心波长温度系数可小于3pm/°C。同时，DWDM系统市场的日益增长也使多腔介质膜窄带滤光片的批量成本降低。 干涉滤波片 ?0 , ?1，…?n ?1， …?n ?0 n1 L1 n2 L2 介质薄膜滤波器的传输谱 介质薄膜型波分复用器件 信道1 信道2 信道8 信道7 窄带滤波器 ?1, …?8 ?1 ?2 ?8 ?7 公共端 1547.7 1555.7 1562.1 -45 0 介质膜波分复用器件各信道上光传输特性 波长(nm) 功率 波导型 应力型 主要参数 分光比： 定义为耦合器各输出端口的输出功率的比值，具体应用中常用相对输出总功率的百分比来表示，如50:50、80:20、25:25:25:25等，或用各端口之间输出功率之比表示，如1:1、4:1、1:1:1:1等。 插入损耗： (M?N) 均匀性: 表示耦合器输出各端口的功率与功率平均值最大偏差。偏差越小，则光功率分配越均匀。 方向性:(隔离度) 表示在输入端主光纤传输方向与任一根非主光纤非传输方向上的功率比。 其中，Pin为输入端第i根光纤的输入光功率，Pib为输入端除第i根光纤之外任何一根光纤的后向传输光功率。 光纤光栅（Fiber Bragg grating） 利用石英光纤的紫外光敏特性将光波导结构直接做在光纤上形成的光纤波导器件。 可以作成滤波器、反射器、色散补偿器等 易于与光纤连接，对偏振不敏感 发展： 1978年Hill发现光敏特性并成功制作FBG 1989年Meltz提出的横向写入制造方法 1993年Hill等人提出的相位掩膜制造法 光纤光栅器件逐步走向实用化 光敏特性 光纤的折射率在紫外光照射下，随光强发生变化的特性。 光纤的这种光致折射率变化具有稳定性，可保持永久性不变。 利用紫外光就可以将一些特定的光波导结构写入光纤中，形成光纤型光波导器件。 光纤光敏特性的动力学机理现在尚未完全研究清楚。较为普遍的观点： 由于诱导光（紫外光）的作用，光纤中原子的某些键被破坏，产生的自由电子进入光纤材料的色心陷阱中，从而改变了光纤的吸收、散射等光学特性，出现折射率的变化；另外，在光照射过程中，光纤材料结构释放诱导应力以及构形的畸变等也导致了折射率的变化。 这种光折变效应主要发生在近紫外波段 最初光致折射率变化出现在掺锗光纤中，后来研究发现，具有光敏特性的光纤种类很多，有些是掺磷或硼，并不一定都掺杂，只是掺杂光纤的光敏特性更明显。有时根据需要为了加大折射率的变化程度，就会选用高掺杂的光纤。 折射率的永久性改变 与掺杂锗的浓度基本上成正比关系，与所用的紫外光源类型及照射到材料上的能量密度有关 对光纤材料进行高压低温H2扩散，可以极大地提高光纤材料的光敏性； B/Ge双掺杂材料具有较高的光敏性； 各种光纤材料光敏