光通信原理與技術(shù)第4章2

1、光通信原理與技術(shù)光路無源器件l構(gòu)成一個完整的實用的光纖通信系統(tǒng)。除了要有光端機，能夠傳輸光信號的光纖以及能夠完成電/光和光/電轉(zhuǎn)換任務(wù)的有緣光器件以外，在光纖線路中還必須有一些作用不同的無源器件：l光纖連接器l光纖定向耦合器l光衰減器l光隔離器l對光無源器件的要求： 插入損耗小 使用方便 規(guī)格標準 可靠性高 能反復(fù)操作 溫度效應(yīng)小 耐沖擊 體積小光纖連接器l光纖連接器主要指光纖活動連接器，俗稱活動接頭或法蘭盤l它用于設(shè)備（如光端機，光測試儀表等）與光纖之間的連接、光纖與光纖之間的連接或光纖與其他無源器件的半永久連接l它是組成光纖通信系統(tǒng)和測量系統(tǒng)不可缺少的一種重要無源器件l光纖連接器的結(jié)構(gòu) 精

2、密套管結(jié)構(gòu)連接器l光纖連接器的結(jié)構(gòu)特點 簡單的說，光纖連接器是由兩個插頭、一個插座三部分構(gòu)成，關(guān)鍵是：光纖的纖芯中心要與插頭、插座的中心完全一致。l對于光纖連接，最重要的是如何需要連接的兩根光纖的軸心對準。因為兩根光纖軸心的偏離或兩根光纖的端面之間有夾角等等都會引起連接損耗l光纖連接器的耦合方式 目前按常用的光纖連接器是以端面直接耦合為基礎(chǔ)的端面對接連接器。單模光纖連接器即屬于這一種l單模光纖連接器，在套管與插頭之間置有精密陶瓷套管，能夠比較精確地校準兩插頭成一直線，這種連接器的鏈接損耗可以達到0.2dB以下l光纖連接器的要求l光纖連接器的作用：將需要連接起來的單根或多根光纖芯線的端面對準、貼

3、緊并能多次使用l光纖連接器滿足條件：1、連接損耗?。哼B接損耗是評價光纖連接器的主要指標，目前各種不同結(jié)構(gòu)的單模光纖連接器的插入損耗為0.1-0.5dB左右2、裝拆方便3、穩(wěn)定性好。連接后，插入損耗隨時間、環(huán)境的改變變化不大4、重復(fù)性好。一般要求重復(fù)使用次數(shù)大于1000次5、互換性好。要求同一種型號的活動連接器可以互換6、體積小，成本低l光纖連接器的種類 PC-FC接頭 SC接頭(收發(fā)一體光模塊)l光纖跳線l光纖連接器的一般性能光纖定向耦合器l光通信中經(jīng)常需要把多個光信號耦合到一起，或?qū)⒐庑盘柗值蕉喔饫w中，光耦合器可以實現(xiàn)這些功能l按光強分配l按光波長分配l光纖定向耦合的種類l按端口分類：X形

4、（22）Y形（12）星形（NN，N2）樹形（1N，N2）l按基本結(jié)構(gòu)分類光纖型微器件型波導(dǎo)型光纖定向耦合器結(jié)構(gòu)l光纖型用兩根或多根光纖排列，用熔拉雙錐技術(shù)制作各種器件?？梢灾瞥刹ǚ謴?fù)用/解復(fù)用器（a）定向耦合器（b）88星形耦合器l光纖a（直通臂）傳輸?shù)妮敵龉夤β蕿镻a，光纖b（耦合臂）傳輸?shù)妮敵龉夤β蕿镻b，根據(jù)耦合理論得到：Pa=cos2(CL)Pb=sin2(CL) L為耦合器有效作用長度，C為取決于光纖參數(shù)和光波長的耦合系數(shù)。l設(shè)特定波長為1 和2，選擇光纖參數(shù)，調(diào)整有效作用長度，使得： 當光纖a的輸出Pa (1)最大時，光纖b的輸出Pb (1)=0；當Pa (2)=0， Pb (2)

5、最大。l對于1 和2分別為1.3m和1.55m的光纖型解復(fù)用器，可以做到附加損耗為0.5dB，波長隔離度大于20dB 熔錐光纖型波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)和特征l微器件型 用白聚焦透鏡和分光片（光部分透射，部分反射）、濾光片（一個波長的光透射，另一個波長的光反射）或光柵（不同波長的光有不同的反射方向）等微光學(xué)器件構(gòu)成l波導(dǎo)型 在一片平板襯底上制作所需要的光波導(dǎo)，襯底作支撐體，又作波導(dǎo)包層。波導(dǎo)的材料根據(jù)器件的功能來選擇，一般是sio2，橫截面為矩形或半圓形（a）T形耦合器（b）定向耦合器（c）波分解復(fù)用器光纖式定向耦合器的主要參數(shù)l耦合比CR 是一個指定輸出端的光功率Poc和全部輸出端的光功率總和Pot的

6、比值，用%表示。是光分配參數(shù)l附加損耗Le 由散射、吸收和器件缺陷產(chǎn)生的損耗，是全部輸入端的光功率總和Pit和全部輸出端的光功率總和P0t的比值，用分貝表示NnonocotocPPPPCR1lg10lg1011NnonNninotitePPPPLl插入損耗Lt 一個指定輸入端的光功率Pit和一個指定輸出端的光功率Poc的比值，用分貝表示l方向性DIR（隔離度） 是一個輸入端的光功率Pic和由耦合器反射到其它端的光功率Pr的比值，用分貝表示l一致性U 是不同輸入端得到的耦合比的均勻性，或者不同輸出端耦合比的等同性ocictPPLlg10ricPPDIRlg10l耦合器的一般特性光衰減器l將輸入光

7、功率保持在某一范圍l使光接收機不產(chǎn)生失真l滿足光線路中某種測試的需要l須對輸入光信號進行一定程度的衰減l常用的光衰減器衰減光功率的方法：采用金屬蒸發(fā)膜來吸收光能量進行光衰減。衰減量的大小與膜的厚度成正比l光衰減器分類： 固定衰減器 可變衰減器l固定衰減器衰減量是一定的，用于調(diào)節(jié)傳輸線路中某一區(qū)間的損耗要求：體積小、重量輕規(guī)格：3、6、10、20、30、40dB誤差：10%l可變衰減器分類：連續(xù)可變、分檔可變連續(xù)可變衰減范圍可達到60dB以上誤差：10%通常將兩種可變衰減器組合起來使用光隔離器 光隔離器是保證光信號只能正向傳輸?shù)钠骷?。避免線路中反射光再次進入激光器，影響激光器的工作穩(wěn)定性l基本原理：法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)l組成：主要由兩個偏振器和一個法拉第旋轉(zhuǎn)器組成l當光入射到某一光學(xué)器件時，其輸出光為某一形式的偏振光（如線偏振光），則這種光學(xué)器件就稱為偏振器（如線偏器） 。在光隔離器中使用的是線偏振器。線偏振器有一透光軸，當光的偏振方向與透光軸完全一致時，則光全部透過l法拉第旋轉(zhuǎn)器 由某種旋光性材料制成。按照法拉第效應(yīng)理論，當線性偏振光經(jīng)過它以后，它使光的偏振面按順時針方向旋轉(zhuǎn)一定角度(如45)，而它旋轉(zhuǎn)的角度正好與偏振器2中的透光軸方向一致l當正向光入射后，經(jīng)過偏振