這是一個(gè)關(guān)于通信工程專業(yè)導(dǎo)論P(yáng)PT課件，主要介紹光纖連接器、光纖耦合器、光開關(guān)、光纖光柵、光濾波器。第4章無源光器件 4.1光纖連接器 4.2光纖耦合器 4.3光開關(guān) 4.4光纖光柵 4.5光濾波器 4.6WDM合波/分波器 4.7光隔離器與光環(huán)形器 4.8光鎖相環(huán)與非線性光環(huán)鏡NLOM 習(xí)題四 4.1光纖連接器對(duì)于任何一個(gè)光纖線路，必須考慮的一個(gè)重要問題是光纖之間的低損耗連接方法。這些連接存在于光源與光纖，光纖與光纖以及光纖與光檢測(cè)器之間。光纖連接需要采用何種技術(shù)，取決于光纖是永久連接還是可拆卸的連接。一個(gè)永久性的連接通常指的是一個(gè)接頭，而一個(gè)易拆卸的連接則稱為連接器。接頭一般常見于線路中間兩根光纜中的光纖之間的連接，連接器常位于光纜終端處，用于將光源或光檢測(cè)器與光纜中的光纖連接起來。 1.插入損耗連接器的一個(gè)最重要的性能參數(shù)是插入損耗。插入損耗是由制造商以如下的兩個(gè)數(shù)值提供的：平均值和最大值。一般的連接器平均損耗大約為0.25dB，這個(gè)數(shù)值可以在0.1～1dB之間浮動(dòng)。最大損耗大約為0.5dB，變化范圍在0.3～1.5dB之間，歡迎點(diǎn)擊下載通信工程專業(yè)導(dǎo)論P(yáng)PT課件哦。

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第4章無源光器件 4.1光纖連接器 4.2光纖耦合器 4.3光開關(guān) 4.4光纖光柵 4.5光濾波器 4.6WDM合波/分波器 4.7光隔離器與光環(huán)形器 4.8光鎖相環(huán)與非線性光環(huán)鏡NLOM 習(xí)題四 4.1光纖連接器對(duì)于任何一個(gè)光纖線路，必須考慮的一個(gè)重要問題是光纖之間的低損耗連接方法。這些連接存在于光源與光纖，光纖與光纖以及光纖與光檢測(cè)器之間。光纖連接需要采用何種技術(shù)，取決于光纖是永久連接還是可拆卸的連接。一個(gè)永久性的連接通常指的是一個(gè)接頭，而一個(gè)易拆卸的連接則稱為連接器。接頭一般常見于線路中間兩根光纜中的光纖之間的連接，連接器常位于光纜終端處，用于將光源或光檢測(cè)器與光纜中的光纖連接起來。 1.插入損耗連接器的一個(gè)最重要的性能參數(shù)是插入損耗。插入損耗是由制造商以如下的兩個(gè)數(shù)值提供的：平均值和最大值。一般的連接器平均損耗大約為0.25dB，這個(gè)數(shù)值可以在0.1～1dB之間浮動(dòng)。最大損耗大約為0.5dB，變化范圍在0.3～1.5dB之間。 4.2 光纖耦合器在光纖通信和光纖測(cè)量中，有時(shí)需要把光信號(hào)在光路上由一路向兩路或多路傳送，有時(shí)需把N路光信號(hào)合路再向M路或N路分配，能完成上述功能的器件就是光耦合器。光耦合器按制作方法分為微鏡片耦合器、波導(dǎo)耦合器和光纖耦合器等。 其中光纖耦合器由于制作時(shí)只需要光纖，不需要其他光學(xué)元件，具有與傳輸光纖容易連接且損耗較低、耦合過程無需離開光纖，不存在任何反射端面引起的回波損耗等優(yōu)點(diǎn)，因而更適合光纖通信，有時(shí)也稱為全光纖元件。下面主要介紹光纖耦合器的原理和性能參數(shù)。2×2的耦合器是最基本的耦合單元，其他的光纖耦合器都可通過它級(jí)連而成，所以我們重點(diǎn)討論2×2光纖耦合器。? 4.3光開關(guān) 4.3.1光開關(guān)的性能參數(shù)光開關(guān)是光交換的關(guān)鍵器件，它在光網(wǎng)絡(luò)中有許多應(yīng)用場(chǎng)合。光開關(guān)的開關(guān)速度或稱開關(guān)時(shí)間是一個(gè)重要的性能指標(biāo)。不同的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)開關(guān)時(shí)間的要求是不一樣的，如光通道的設(shè)置開關(guān)時(shí)間為1～10ms，保護(hù)倒換的開關(guān)時(shí)間為1～10μs，分組交換的開關(guān)時(shí)間為1ns，外調(diào)制器的開關(guān)時(shí)間為10ps量級(jí)。除了開關(guān)時(shí)間外，還有下面一些參數(shù)用來衡量光開關(guān)的性能。 4.4 光纖光柵光纖光柵由一段折射率沿其長(zhǎng)度周期性變化的光纖構(gòu)成。利用摻鍺石英光纖受到240nm附近紫外光照射時(shí)纖芯折射率會(huì)增大這一現(xiàn)象，將光纖沿中心軸線切開，從光纖切面照射呈空間周期性變化的紫外光，纖芯部位就會(huì)出現(xiàn)周期性折射率變化，這就形成了光柵(FG)，其結(jié)構(gòu)如圖4.14所示。 4.4.1 光纖光柵的結(jié)構(gòu)目前制作光柵的光源主要有193nm／248nm中紫外光，334nm近紫外光及10.6μmCO2激光。制作方法主要有干涉法(如雙反射鏡、三反射鏡法)與非干涉法(如相位、振幅掩膜法)。 光繞過障礙物偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)分布不均勻的現(xiàn)象，叫做光的衍射。 如果兩波頻率相等，在觀察時(shí)間內(nèi)波動(dòng)不中斷，而且在相遇處振動(dòng)方向幾乎沿著同一直線，那么它們疊加后產(chǎn)生的合振動(dòng)可能在有些地方加強(qiáng)，在有些地方減弱，這一強(qiáng)度按空間周期性變化的現(xiàn)象稱為干涉。 干涉曝光法是指先形成紫外光周期模式(周期在1μm以下)，再?gòu)墓饫w側(cè)面進(jìn)行照射。干涉曝光法中的干涉條紋是將紫外激光先分成2個(gè)光路，然后再疊加而成。通過改變兩光束的相對(duì)角度能產(chǎn)生任意周期具有不同反射波長(zhǎng)的光柵，如圖4.14(a)所示。 4.5 光濾波器光濾波器全稱為光學(xué)濾波器，與大家熟悉的電濾波的作用是一樣的，只是這里濾除的是特定波長(zhǎng)的光信號(hào)。光濾波器可分為固定的和可調(diào)諧的兩種。固定濾波器允許一個(gè)固定的、預(yù)先確定的波長(zhǎng)通過，而可調(diào)諧的濾波器可動(dòng)態(tài)地選擇波長(zhǎng)。由于可調(diào)諧濾波器需要一些外部電源，嚴(yán)格地說它不是無源器件，這里將具有類似特性的器件放在一起介紹。 4.6WDM合波/分波器 WDM合波/分波器是波分復(fù)用系統(tǒng)的核心部件，其特性好壞在很大程度上決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。前面介紹的光濾波器原則上都可以用來實(shí)現(xiàn)合波/分波器。目前，WDM合波/分波器可以有多種方法來制造，制造的器件各有特點(diǎn)。下面就幾種常用器件作一簡(jiǎn)要介紹。 4.7光隔離器與光環(huán)形器光隔離器和光環(huán)形器的工作原理基本一致，只是光隔離器為雙端口器件，即一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端口，而光環(huán)形器為多端口器件，常用的有3端口和4端口光環(huán)形器，即從任一端口輸入，從指定的端口輸出。它們都是非互易器件，即當(dāng)輸入和輸出端口對(duì)換時(shí)器件的工作特性不一樣。這和耦合器一類的無源光器件是不一樣的。 4.8光鎖相環(huán)與非線性光環(huán)鏡NLOM 光鎖相環(huán)（OPLL）的功能與電鎖相環(huán)一樣，可實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)與本地振蕩信號(hào)即基準(zhǔn)信號(hào)的同頻同相，從而實(shí)現(xiàn)二者的同步。它由調(diào)諧激光器、光電二極管平衡器件和濾波器等構(gòu)成，圖4.31給出了其原理框圖。 光纖通信用的光可變衰耗器一般帶有光纖活動(dòng)連接器如圖所示。光纖輸入的光經(jīng)自聚焦透鏡變成平行光束，平行光束經(jīng)過衰減片再送到自聚焦透鏡耦合到輸出光纖去。衰減片通常是表面蒸鍍了金屬吸收膜的玻璃基片，為減小反射光、衰減片與光軸可以傾斜放置。g6Z紅軟基地

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