光纤通信器件(共81张).pptxVIP

光纤通信器件;3.2半导体光电检测器;3.2半导体光电检测器;3.2.1半导体的光电效应;3.2.1半导体的光电效应;3.2.1半导体的光电效应;3.2.2光纤通信中常用的半导体光电检测器;1．PIN光电二极管;PIN光电二极管工作原理;PIN光电二极管结构;2．APD雪崩光电二极管;2．APD雪崩光电二极管;（1）雪崩光电二极管的雪崩倍增效应;APD雪崩光电二极管结构;附加损耗Le由散射、吸收和器件缺陷产生的损耗，是全部输入端的光功率总和Pit和全部输出端的光功率总和Pot的比值

目前光纤通信系统中，使用的雪崩光电二极管结构型式，有保护环型和拉通（又称通达）型。

3光隔离器与光环行器

半导体材料的光电效应

（2）插入损耗（简称插损）。

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定向耦合器这是一种2×2的3端或4端耦合器，其功能是分别取出光纤中向不同方向传输的光信号。

星形耦合器这是一种n×m耦合器，其功能是把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，m和n不一定相等。

响应时间是指半导体光电二极管产生的光电流随入射光信号变化快慢的状态。

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响应时间是指半导体光电二极管产生的光电流随入射光信号变化快慢的状态。

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雪崩光电二极管的结构和能带示意图

半导体材料的光电效应是指如下这种情况：光照射到半导体的P-N结上，若光子能量足够大，则半导体材料中价带的电子吸收光子的能量，从价带越过禁带到达导带，在导带中出现光电子，在价带中出现光空穴，即光电子—空穴对，又称光生载流子。

（1）雪崩光电二极管的雪崩倍增效应

第三十九页，共81页。;（2）雪崩光电二极管的结构及其工作原理;3.2.3光电检测器的特性;1．响应度R0和量子效率η;2．响应时间;3．暗电流ID;4．雪崩倍增因子G;5．倍增噪声和过剩噪声系数F（G）;3.3无源光器件;;3.3.1连接器和接头;1.光纤熔接;;2.连接器;在V型槽机械连接方法中，首先要将预备好的光纤端面紧靠在一起，如图所示。然后将两根光纤使用粘合剂连接在一起或先用盖片将两根光纤固定。V型通道既可以是槽状石英、塑料、陶瓷，也可以是金属基片作成槽状。这种方法的连接损耗在很大程度??取决于光纤的尺寸(外尺寸和纤芯直径)变化和偏心度(纤芯相对于光纤中心的位置)。

;上图为弹性管连接装置的剖面图。这是一种可以自动进行横向、纵向、角度对准的独特器件。使用它连接多模光纤可以得到和商用熔接机同一大小范围的连接损耗，但它所需要的设备和技巧却要少得多。这种连接器件基本上就是一根用弹性材料做成的管子。管子中心孔的尺寸稍小于待连接的光纤。在孔的两端做成圆锥形以便于光纤插入。当插入光纤时，光纤使孔膨胀，于是塑料材料对光纤施加均匀的力。;常用的几种连接器

光纤连接器常采用螺丝卡口、卡销固定、推拉式三种结构。

对接类型的连接器采用金属、陶瓷或模制塑料的套圈，这些套圈可以很好地适配每根光纤和精密套管。将光纤涂上环氧树脂后插入套圈内的精密孔中。套圈连接器对机械结构的要求包括小孔直径尺寸以及小孔相对于套圈外表面的位置。;1.插入损耗

连接器的一个最重要的性能参数是插入损耗。

插入损耗是由制造商以如下的两个数值提供的：平均值和最大值。一般的连接器平均损耗大约为，这个数值可以在～1dB之间浮动。最大损耗大约为，变化范围在～之间。;2.回波损耗(简称回损)

对连接器来说，回波损耗的问题起源于一个简单的矛盾现象：为了最小化插入损耗，需要尽可能地将光纤端面抛光，而抛光的端面对光的反射增强，这样回波损耗就产生了。

回射发生在纤芯之间空气的交界面上，为此安装人员提出了有效的解决方法：将两个连接器通过物理接触(PC)来减小它们之间的空气缝隙。现在多数连接器都是利用这种方法安装的。由于制造完美的平面来实现理想的物理接触是不可能的，因此制造商将插针体的端面做成不同的形状，如圆弧形等。;3.可重复性（耐用性）

连接器是作为临时连接使用的，应在多次插拔之后仍保持它们的特性。所以可重复性是连接器的一个重要特性。资料表明，连接器在多次插拔之后其插入损耗将增加，通常5000次插拔之后增加量应小于。

;3.3.2光耦合器;1．光耦合器的类型;;;;;2．光耦合器的结构;;微器件型用自聚焦透镜和分光片(光部分透射，部分反射)、滤光片(一个波长的光透射，另一个波长的光反射)或光栅(不同波长的光有不同反射方向)等微光学器件可以构成T形耦合器、定向耦合器和波分解复用器。;3.主要特性;功率分路损耗Ls;插入损耗Lt是一个指定输入端的光功率Pic和一个指定输出端的光功率Poc的比值，用分贝表示;一致性U是不同输入端得到的耦合比的均匀性，或者不同输出端耦合比的等同性。;3.3.3光隔离器与光环行器