第三章_光无源器件.pptVIP

式中，n0为E=0时晶体的折射率，α和β是张量，称为电光系数，其值和偏振面与晶体轴线的取向有关。据不同取向，当β=0时，n随E按比例变化，称为线性电光效应或普克尔（Pockel）效应。当α=0时，n随E2按比例变化，称为二次电光效应或克尔（Kerr）效应。调制器是利用线性电光效应实现的，因为折射率n随外加电场E（电压U）而变化，改变了入射光的相位和输出光功率 。 n=n0+αE+βE2 (3.1) 马赫一曾德尔（MZ）干涉型调制器的简图 设输入调制信号按余弦变化，则输出信号的光功率为： 式中Us和Ub分别为信号电压和偏置电压，Uπ为光功率变化半个周期（相位为0～π）所需的外加电压，并称为半波电压。由式（3.2）可以看到，当Us＋Ub=0时，P=2为最大；当Us＋Ub=Uπ时，P=0。 （3-2） 用于幅度调制（AM）的MZ型调制器可以达到如下性能：外加电压11V，带宽为3GHz时插入损耗约6dB，消光比（最小输出和最大输出的比值）为0.006。 * 光交换器件，包括光交叉连接器（OXC）和光分插复用器（OADM），及其基础器件——光开关，目前基本上还是光电混合的。 2.星形耦合器 （n×m )星形耦合器如图3-7所示。 功能：把n根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配给m根光纤输出,n和m不一定相等。 特点：该耦合器通常用作多端功率分配器。这种光耦合器与波长无关。 星形耦合器 n m 用2×2耦合器拼接星型、树型耦合器 星形耦合器应用 光耦合器的性能指标 以X型光耦合器为例，其性能指标如下: 1. 插入损耗L： L=10LgP1/（P4+P3） dB 2. 耦合率C： C= P3/ P1 3. 分光比R： R=P4/ P3 4. 隔离度I： I=10lg（P4+P3）/P2 dB 二.Wavelength-Dependent Couplers Wavelength-division multiplexers (WDM) types: 3 port devices (4th port terminated) 1310 / 1550 nm (“classic” WDM technology) 1480 / 1550 nm and 980 / 1550 nm for pumping optical amplifiers (see later) 1550 / 1625 nm for network monitoring Insertion and rejection: Low loss ( 1 dB) for path wavelength High loss (20 to 50 dB) for other wavelength Common l1 l2 详见第七章 §3 光隔离器与光环行器 一.光隔离器 功能：只允许光波往一个方向上传输，阻碍光波往其他方向特别是往反方向传输。 指标要求:是正向入射光的插入损耗约1dB，对反向光的隔离度大致为40~50dB。 用途：光通信系统 Isolators Main application: To protect lasers and optical amplifiers from light coming back (which otherwise can cause instabilities) Insertion loss: Low loss (0.2 to 2 dB) in forward direction High loss in reverse direction:20 to 40 dB single stage, 40 to 80 dB dual stage) Return loss: More than 60 dB without connectors 隔离器工作原理 偏振器的作用：选择一定偏振方向的光 偏振器的特点是它有一透光轴，对理想的偏振器，沿透光轴方向的偏振光能完全通过，而与之垂直的偏振光则完全被阻止。 旋转器作用：改变偏振光的偏振方向 旋转器常采用钇铁石榴石（YIG）晶片（或小球）外加磁场做成。 2.光隔离器的特性 如图所示，光隔离器的性能参数定义如下： ①正向插入损耗：L=10lgPi1/ P01 dB ②反向损耗： L*=10lgPi2/ P02 dB ③隔离度I= L*-L=反向损耗-正向损耗 反向输入Pi2 反