光无源器件技术知识点总结.docx

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光无源器件技术知识点总结

参考书籍:

《光无源器件》林学煌编著人民邮电大学

1光纤连接器:

接续为永久性和活动性两种方式,大体上是采纳某种机械或光学结构使两根光纤的纤芯对准。

永久性接续大多采纳熔接法、粘接法或固定连接器来实现,活动性接续一样采纳活动连接器。

1.1连接器要紧指标:

插入损耗、回波损耗、谱损耗、背景光耦合、串扰、带宽等,其中最重要的为插入损耗和回波损耗,关于活动光纤连接器还有重复性和互换性(4种)。

A.插入损耗是指光纤中的光信号通过连接器以后的输出光功率与输入光功率比值的分贝数。

表达式:

式中

为输入端光功率,

为输出端光功率。

插损越小越好,ITU建议应不大于0.5dB。

关于多模光纤连接器来讲,注入的光功率应当通过稳模器以滤去高次模,使光纤中的模式为稳态散布,以准确衡量连接器插损。

B.回波损耗:

又称为后向反射损耗,用以衡量输入光功率中从连接器反射并沿输入通道反向传输的光功率占输入光功率的份额。

阻碍会引发激光器相对强度噪声、非线性啁啾及激射漂移等,使通信系统性能恶化,具体表示为光纤连接处后向反射光对输入光的比率的分贝数。

式中,

为输入端光功率,

为后向反射光功率。

回损越大越好,以减少反射光对光源和系统的阻碍,其典型值初期要求应不小于25dB,现要求不小于38dB。

C.重复性和互换性:

重复性是指光纤(光缆)活动连接器多次插拔后插入损耗的转变情形,用dB表示。

互换性是表征连接器插头与转换器两部份任意互换或有条件互换的性能指标,也用dB表示。

一样要求互换连接器的附加损耗应限制在小于0.2dB的范围内。

阻碍插入损耗的各类因素:

a.纤芯错位损耗:

由于纤芯横向错位引发的损耗。

b.光纤倾斜损耗:

由于两光纤轴线的角度倾斜而引发的在连接处的光功率损耗。

c.端面间隙损耗:

由于光纤连接端面处存在间隙Z而引发的损耗。

d.菲涅耳反射损耗:

由于光纤两个端面间隙中存在不同的介质,当光进入其中时就会产生多次反射,从而产生损耗。

在前述参数选取下,菲涅耳反射损耗为0.32dB。

e.芯径失配损耗:

当光从纤芯半径为

的光纤射向纤芯半径为

的光纤时致使的损耗。

f.数值孔径失配损耗:

光从数值孔径为

的光纤射向数值孔径为

的光纤时致使的损耗称为数值孔径失配损耗。

除上述6种因素外,光纤端面的不滑腻、不平整、与轴线不垂直等都会产生耦合损耗。

这各类因素不仅阻碍光纤插入损耗,而且阻碍连接器的重复性和互换性,因此在连接器设计和制作时必需针对以上各类因素进行优化设计并提高加工精度,以期连接损耗最小,而且同时提高器件的重复性和互换性指标。

改良回波损耗(40~60dB)的方式;将光纤端面加工成球面或斜球面,或将端面镀膜等。

a.球面接触(PC)确实是将装有光纤的插针体端面加工成曲率半径25~60mm的球面,如此两插针接触时纤芯间隙接近于0,达到“物理接触”,那么端面间隙损耗和菲涅耳损耗将为0,从而后向反射光大大减小。

可使回波损耗达到50dB以上。

b.斜球面接触(APE)是将插针体端面先加工成8度左右的倾角,然后再抛磨成斜球面,连接时插针体依照预定方位对准。

这种接触法除具有球面接触的优势外,还能够将微弱的后向反射光加以旁路,使其难以进入原先的纤芯,从而能够进一步改良回波损耗,使其达到60dB以上。

但这种方式要求保证连接时插针体严格依照预定方位对准。

c.将端面镀膜:

改良回波损耗的另一有效方式。

为端面镀上增透膜就可大大减小菲涅耳损耗,从而改善回波损耗。

引发光衰减的缘故:

有材料吸收,弯曲损耗和散射损耗,衰减率只与衰减系数有关。

1.2光纤活动连接器:

是用于连接两根光纤或光缆形成持续光通路的能够重复利用的无源器件,已普遍应用于光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器仪表中,用于连接光纤与光纤、光纤与有源器件、光纤与其他无源器件、光纤与系统和仪表等。

按功能分为连接器插头、跳线、转换器、变换器和裸光纤转接器。

它们能够单独利用,也能够结合为组件利用。

我国一套光纤活动连接器一样包括两个连接器插头和一个转换器。

光纤连接器的大体结构包括对中、插针和端面三部份。

对中能够采纳套管、双锥、V型槽、球面定心结构、透镜耦合等结构,插针能够是微孔、三棒、多层等结构,端面有平面、球面、斜面等结构。

有代表性且正在利用的连接器要紧有以下几种类型:

A.连接器插头:

用来实现光纤在转换器或变换器之间完成插拔功能,其机械机构必需保证使光纤不受外界损害。

以下五种大体结构的插针体再加上假设干外部零件就组成连接器插头。

1.套管结构:

由两个插针和一个套筒组成。

其中的插针为一带有微孔的周密圆柱体,将光纤插入微孔后用胶固定并加工形成插针体。

套筒是一种加工周密的套管,有开口和不开口两种,开口套筒利用最普遍。

对准时,以插针的外圆柱面为基准面,插针插入套筒并与其实现紧配合,以保证两根光纤周密对准。

由于套管结构设计合理、能通过加工达到要求精度,量产容易,成为连接器进展的主流,FC、SC、ST、D4等型号连接器大体采纳该结构。

2.双锥结构:

插针外端面加工成圆锥面,基座内孔也加工成双圆锥面。

两个插针插入时利用锥面定位进行对接。

它加工精度要求极高,插针和基座常采用聚合物模压成型,内外锥面的结合不仅保证纤芯对中,而且保证两光纤端面间距恰好符合要求。

3.V型槽结构:

将两个插针放人周密设计的V型槽中,再用盖板将插针压紧,使纤芯达到对准。

可达到较高的精度。

缺点:

结构复杂,零件数量偏多。

在单纤连接时一样不被采纳,但经常使用于单纤/多纤与平板波导连接或多纤之间相互连接。

4.透镜耦合结构:

通过球透镜或自聚焦透镜来实现光纤的对准,透镜将一根光纤的出射光变成平行光后进入另一透镜聚焦并耦合入第二根光纤。

它能够降低对机械加工的精度要求,但结构复杂、体积大、调整元件多、损耗大,在短距离便利通信中采纳。

5.球面定心结构:

由装有周密钢球的基座和装有圆锥面的插针组成。

钢球开有一个内径比插针外径大的通孔,当两插针插入基座时,球面与锥面符合使纤芯对准并使纤芯间距符合要求。

它设计巧妙,但结构复杂,未被普遍采纳。

周密套管结构采纳得最为普遍,是连接器进展的主流。

B.跳线:

将一根光纤的两头都装上插头就形成跳线。

能够是单芯的也能够是多芯的,两个插头的型号能够相同也能够不同。

跳线是最经常使用的光连接器功能元件,用于终端设备和光缆线路及各类光无源器件之问的互连,以组成光纤传输系统。

C.转换器:

将光纤插头连在一路,从而使光纤接通的器件。

能够连接同型号或不同型号的插头,能够连接一对,几对或多芯插头。

将某一型号的插头变换成另一型号的插头的器件。

E裸光纤转接器:

将裸光纤与光源、探测器和各类光仪表进行连接的器件。

连接器经常使用的品种,型号等。

代表性的有:

FC,ST,SC,D4,双锥,VFo,F-SMA。

我国用得最多的是FC系列的连接器,它是一种用螺纹连接,外部零件采纳金属材料制作的连接器。

SC型连接器,它的插针、套管与FC完全一样,但外壳采纳工程塑料制作,采纳矩形结构,便于密集安装,不用螺纹连接、能够直接插拔。

操作空间小,利用方便。

能够做成多芯连接器。

将慢慢推行利用,它利用方便,价钱低廉,能够密集安装等优势。

ST型连接器采纳带键的卡口式锁紧机构,确保连接时准确对中。

不同型号插头相互连接的转换器:

FC/SC型转换器、FC/ST型转换器、SC/ST型转换器。

不同种类的变换器6种:

FC->SC、SC->FC、FC->ST、ST->FC、SC->ST、ST->SC。

光纤活动连接器的测试方式:

1.插入损耗:

A.基准法:

P33。

B.替代法:

P34。

C.跳线插入损耗测试:

P34。

光纤活动连接器的进展方向:

活动连接器的进展考虑三方面:

高技术性能,多规格品种,大规模产业。

P39

1.3光纤固定~:

作用是使一对或几对光纤之间形成永久性连接,因此不必然要求拆卸或重复利用,但要求损耗低、后向反射光小、操作简便、性能稳固。

制作固定接头的方式有熔接法、V形槽法、毛细管法、套管法等。

熔接法用加热的方法将光纤熔融接合在一路,只要操作适当,熔接机设计合理,连接的插入损耗很小,后向反射光为零,能够取得超级理想的固定接头。

熔接的方式有电弧熔接、氢焰熔接、激光熔接三种,a.电弧熔接:

应用最多,它采纳电极高压放电来加热光纤,使之熔融连接,电弧放电和光纤的对准能够通过微机操纵实现自动化作业。

b.氢焰熔接:

接头强度高,但火焰的操纵较为困难。

c.激光熔接:

加热环境超级干净,接头强度高,但设备昂贵。

1.电弧式光纤熔接机:

由于操作方便,熔接质量高(插入损耗平均值都在0.1dB以下)、接头的一致性和稳固性等技术性能好,因此普遍应用于光纤通信建设中,成为光纤固定连接的必不可少的机具,形成了多种型号和规格的产品。

它由光纤准直与夹紧机构、对准机构、电弧放电机构、电弧放电和电机驱动的操纵机构4部份组成。

4部份的原理与功能?

P46。

A.光纤对准方式:

a.功率监测:

三种形式:

远端注光,远端测光;:

远端注光,本地测光;:

本地注光,本地测光。

LIDS原理:

在连接点周围弯曲光纤,通过注光耦合器注光,测光耦合器测光。

当LED发送一固定频率的斩波光透过缓冲层注入纤芯时,在另一侧通过光检测器检测泄漏出来的光功率,然后经放大和数字化处置将光功率放大器的大小显示在LCD上。

b.纤芯直视。

c.包层对准。

光纤熔接机进展方向:

向全自动,多功能方向进展;向小型、简易化方向进展。

2.V形槽固定接头:

图?

P59在线路抢修、短距离线路连接、特殊环境光纤连接中常采纳V形槽固定接头。

这种接头携带方便、操作简单,无需珍贵仪表设备。

现场利用,专门在架空作业和我国县以下地域利用中很受欢迎。

典型结构一样由合金铝片等制成的芯件和压盖组成。

FMS-1型光纤固定连接器:

芯件是先在铝片上加工出对准槽(即V形槽)和导引槽(即稍大的V形槽),然后将铝片相对折叠组成的。

压盖是将铝片弯折成U字形制成,用于夹紧芯件,固定光纤。

最大的优势是密封性能超级好。

其特点:

1.当光纤外径有不同时,在外力作用下,V形槽将发生微量形变,能够补偿由于光纤外径存在不同而产生的对准误差。

2.由于在同一条V型槽中定位,两根光纤的轴向精度得以充分保证,没有轴向误差。

3.采纳截断法能取得高质量的端面,使光纤实现良好接触,大体上排除光的散射。

4.在制作接头上,芯件的V形槽中放有匹配液,用来排除光纤连接时的菲涅耳反射损耗,减少光的后向反射。

操作方式:

光纤的制备、光纤的插入、光纤的压接、接头的拆卸、复接(可4-5次)。

?

P60。

3.毛细管固定接头:

一样采纳玻璃材料制作。

接续原理与进程是:

①将两根处置好的光纤从两头穿入毛细管内,利用其周密的内孔使两根光纤纤芯对准;②在两光纤端面之间加入匹配液,排除菲涅耳反射,降低插入损耗,减小后向反射;③用机械方式使光纤紧固。

光纤包层外径与毛细管内径之差操纵在1um之内。

这种画定接头操作简便,体积很小,插损小,性能较好,外径,长度为40mm。

要紧指标比较理想:

平均插入损耗:

,回波损耗:

>45dB(10~55摄氏度),抗拉强度:

>5kg。

毛细管式的固定接头均需利用匹配液。

4.套管式固定接头:

结构原理与活动连接器完全一致,其要紧零件也是插针和套筒,但在材料的选择和外形设计上与活动连接器有专门大区别。

插针和套筒能够是陶瓷、玻璃、金属和塑料等,外形设计要更多地考虑如何将固定接头放置在光缆接头盒中。

插针端面要现场粘接、研磨,端面之间要加注匹配液。

进展方向:

除光纤熔接机外,其他固定连接器正向多芯化、提高加工精度和研制更好的匹配液、利用V形槽和毛细管结构实现带状光纤、光波导阵列、光有源器件阵列方向进展。

?

P68

2光衰减器依照光衰减器的工作原理,可将其分为:

2.1光衰减器结构与工作原理:

光衰减器可依照用户的要求将光信号能量尽可能地进行预期衰减,经常使用于在系统中吸收或反射掉光功率余量、评估系统的损耗及各类实验中。

1.位移型光衰减器:

当两段光纤进行连接时,纤芯错位、端面间隙都会引发连接器损耗。

反过来,将光纤的对中精度做适当的调整,就能够够操纵连接时的衰减量。

位移型光衰减器确实是依照那个原理,成心让光纤在对接时发生必然错位,使光能量损失一些,从而达到操纵衰减量的目的。

(1)横向位移型光衰减器:

它的横向位移参数的数量级均在um级,因此一样不用来制作可变衰减器,仅用于制作固定衰减器,并采纳熔接或粘接法。

它的优势在于回波损耗很高,大于60dB。

(2)轴向位移型光衰减器:

利用光纤端面间隙带来光通量损失的原理也能够制作固定光衰减器。

由于即使是3dB的衰减器对应的间隙也在0.1mm以上,因此工艺较易操纵,被很多厂家采纳。

一样也可通太高斯光束失配法求得光纤端面间的轴向间隙z引发的光能量损失。

利用轴向位移原理制作光衰减器时,只要用机械的方式将两根光纤拉开必然距离进行对中即可。

固定光衰减器和一些小型可变光衰减器都可利用该原理制作。

此类固定光衰减器事实上可看成一个损耗大的光纤连接器,因此将这种衰减器与连接器的结构结合起来考虑,就形成了转换器式光衰减器和变换器式光衰减器。

2.直接镀膜型光衰减器:

是一种直接在光纤端面或玻璃基片上镀制金属吸收膜或反射膜来衰减光能量的衰减器。

经常使用的蒸镀金属膜包括:

AL、Ti、Cr、W膜等。

若是采纳AL膜,常在上面加镀一层Si02或MgF2薄膜作为爱惜膜。

3.衰减片型光衰减器:

是一种将具有吸收特性的衰减片通过机械装置直接固定在光纤的端面上或准直光路中取得的光衰减器。

它不仅能够用来制作固定光衰减器,也可用来制作可变光衰减器。

光信号通过l“节距自聚焦透镜准直、衰减片衰减后,再被第二个自聚焦透镜聚焦耦合进光纤中。

利用不同衰减量的衰减片,就可取得相应衰减值的光衰减器。

衰减片常采纳的材料:

红外有色光学玻璃、晶体、光学薄膜是、滤光片及其它无机和有机材料。

一样常选用有色玻璃和滤光片作衰减片。

这种光衰减器要紧有以下几种:

(1)双轮式可变光衰减器:

利用一对由l/4节距自聚焦(GRIN)透镜和单模光纤组成的单模光纤准直器对光纤中传输的高斯光束进行准直,光衰减单元就插入在准直器间隙中。

依照衰减圆盘上衰减片的不同就形成了步进式双轮可变光衰减器与持续可变光衰减器。

步进式双轮可变光衰减器在光路中插入两个具有固定衰减量的衰减圆盘,通过旋转这两个圆盘,使两个圆盘上的不同衰减片彼此组合,取得多档衰减量。

持续可变衰减器是将步进式双轮可变光衰减器的第二个衰减片换成一片持续转变的衰减片而形成,持续衰减片是采纳真空镀膜方式在圆形光学玻璃片上镀制金属吸收膜而制成的扇形渐变滤光片。

(2)平移式光衰减器:

除衰减片改用全量程持续转变的中性滤光片外,其他元件均与双轮式结构一样。

这种滤光片光学密度随滤光片平移方向呈线性转变,垂直于光路平移滤光片即可调剂光衰减器的衰减量。

(3)智能型机械式光衰减器:

图?

P81,通过电路操纵电动齿轮带动平移滤光片,再将数据编码盘检测到的实际衰减量反馈信号反馈到电路中进行修正,从而实现自动驱动、自动检测和显示光衰减量。

它提高了光衰减器的衰减精度,同时器件体积小、重量轻,是利用方便的可变光衰减器。

4.液晶型光衰减器:

利用了分子轴扭转向列P型液晶。

其原理如下:

从光纤入射的光信号经自聚焦透镜后成为平行入射光,该平行光波被分束元件P,分为偏振面彼此垂直的两束偏振光0光和e光。

当它们通过不加任何电压的液晶元件时,两束偏振光同时旋转

后再被另一个与

光轴成

的分束元件

合为一束平行光,由第二个自聚焦透镜耦合进光纤;当液晶两电极加压后,扭转向列小盒产生晶向倾斜

,这使得通过液晶的部份0光和e光偏振面旋转,旋转

的那部份偏振光功率为

,它们被分束元件

汇合成一束平行光出射。

随着外加电场的不断增强,该部份光功率也慢慢变小,即被自聚焦透镜耦合进入光纤的光信号也愈来愈小,从而实现对光信号的衰减。

2.2光衰减器的性能:

要求是:

插入损耗低、回波损耗高、分辨率线性度和重复性好、衰减量可调范围大、衰减精度高、环境性能好。

其中,分辨率线性度取决于衰减元件的特性和所采纳的读数显示方式及机械调整结构;重复性也取决于所采纳的读数显示方式及机械调整结构。

1.衰减量和插入损耗:

固定光衰减器的衰减量指标事实上确实是其插入损耗指标要求。

高质量可变光衰减器的插入损耗在1.0dB以下,一般可变光衰减器的该项指标小于3.OdB即可。

光衰减器的插入损耗要紧来源于光纤准直器的插入损耗和衰减单元的透过率精度及耦合工艺,其中工艺重点在于光纤准直器的制作,若是光纤和自聚焦透镜及两个光纤准直器间耦合得专门好的话,那么能够使整个光衰减器的插入损耗大大降低。

2.光衰减器的衰减精度:

机械式光衰减器的衰减精度为其衰减量的

倍。

光衰减器的衰减量取决于金属蒸镀膜层的透过率和均匀性。

由布拉格定律可知,透过率取决于吸收材料的内透射率

和它的厚度t:

,衰减量A可表示为

取决于材料的吸收本领,是波长的函数。

考虑到光衰减器的工作波长范围,应选择

随波长转变小的材料。

同时,由于衰减量与吸收材料的厚度呈线性转变,因此对吸收材料的均匀性应做严格的要求。

若是光衰减器所采纳的结构是机械式结构,那么结构中的读数显示方式及机械调整方式也将阻碍到光衰减器中的衰减精度。

3.回波损耗:

指入射到光衰减器中的光能量和衰减器中沿入射光路反射出的光能量之比。

起因:

一样由a各元件和空气折射率失配造成的反射、b衰减元件、c光纤准直器引发,d还与光纤和透镜端面间的间距d及填充端面的介质折射率咒有关,不同的斜面倾角有不同的折射率最正确匹配。

要提高回波损耗(方式),须各元件的表面镀制抗反射膜、采纳斜面透镜、将各光学元件斜置或进行折射率匹配,并减少整个光衰减器的插入损耗。

只是此方式用于制作转接器式和变换器式光衰减器时,由于介质材料与光纤插针端面直接接触,因此在连接器的不断插拔进程中介质材料会受到不断的摩擦,从而阻碍光衰减器的寿命;另一方面,由于大多数可变光衰减器中的衰减元件在利历时常处于移动状态下,不宜填加折射率匹配材料,因此该方式运用范围很有限。

对采纳准直器的光衰减器来讲,回波损耗的要紧来源在于入射光的准直光路部份,要紧来自于三个方面的反射:

单模光纤端面的反射、GRIN透镜前端面及后端面的反射。

4.频谱特性:

在一些特殊的用途中,需要衰减器在必然的带宽范围内有较高的衰减精度,其衰减谱线具有较好的平坦性。

一样情形下,固定光衰减器的频谱损耗在-30~30nm的范围内不大于0.5dB。

光衰减器的分类:

A.根据不同的光信号传输方式,可将光衰减器分为单模光衰减器和多模光衰减器;B.依照不同的光信号接口方式,可分为尾纤式光衰减器和连接器端口式光衰减器;C.依照不同的衰减方式又可分为固定式光衰减器和可变光衰减器。

固定~又分为尾纤式固定~、转换器式固定~(FC型、ST型、SC型、FC->SC型、FC->ST型、SC->ST型)、变换器式固定~(SC->FC型、ST->FC型、SC->ST型、ST->SC型、FC->SC型、FC->ST型、FC型、ST型、SC型)。

可变~又可分为小可变~、步进可变~、持续可变~(机械型、智能型)。

D.尾纤式固定~:

性能稳固,以尾纤形式输出光信号,回波损耗高,与偏振无关,衰减精度高,常有3、五、10、1五、20、2五、30dB。

图?

P91。

E.转换器式固定~:

性能稳固,两头均为转换器接口,与偏振无关,衰减分量分3、五、10、1五、20、25dB。

F.变换器式固定~:

一端为连接器插头,另一端为转换器端口,性能稳固,与偏振无关,利用方便灵活,衰减量分3、五、10、1五、20、25dB。

G.小可变~:

特点小型灵活、利用方便、价钱低廉,接口有尾纤式和连接器式两种。

H.机械式可变~:

性能好、衰减量稳固可调,且可调范围大,一样为0~60dB以上;精度较高,普遍型的回波损耗在20dB左右,高性能的回波损可达50dB以上;利用灵活,可普遍用于各类光通信领域的系统或实验及测试中。

不足:

体积稍大、衰减精度略低于智能型~。

I.智能型~:

特点衰减量采纳电路操纵,持续可调整的衰减精度快乐;体积小,便于携带;利用方便简单。

不足:

价钱偏高。

光衰减器的进展方向:

P96页

3光耦合器:

能使传输中的光信号在特殊结构的耦合区发生耦归并进行再分派。

分类:

从功能上看,它可分为光功率分派器(splitter)和光波长分派(合/分波)耦合器(WDMcoupler);从端口形式上划分,它包括X形(2×2)耦合器、Y形(1×2)耦合器、星形(N×N,N>2)耦合器和树形(1×N,N>2)耦合器等;从工作带宽的角度划分,它分为单工作窗口的窄带耦合器(standardcoupler)、单工作窗口的宽带耦合器(wavelengthflattenedcoupler,WFC)和双窗口的宽带耦合器(wavelengthindependentcoupler,WIC);由于传导光模式的不同,它又有多模耦合器和单模耦合器之分;从结构上又可分为分立光学元件组合型、全光纤型、平面波导型等类。

3.1光耦合器特性参数:

1.插入损耗:

指以分贝表示的第

个输出端口的光功率

相对全数输入光功率

的减少值。

2.附加损耗:

所有输出端口的光功率总和相关于全数输入光功率以分贝表示的减小值。

附加损耗反映的是器件制作进程带来的固有损耗,而插入损耗那么表示的是各输出端口的输出功率状况,不仅考虑了固有损耗,还考虑了分光比。

因此插入损耗的不同并非能反映器件制作质量的好坏,这是与其他无源器件不同的地址。

3.分光比:

指耦合器各输出端口的输出功率的比值,经常使用相对输出总功率的百分比来表示。

例如关于标准X形耦合器,1:

1或50:

50代表了一样的分光比,即输出为均分的。

4.方向性:

是光耦合器所特有的衡量器件定向传输特性的参数。

以标准x形耦合器为例,方向性概念为在耦合器正常工作时输入侧非注光端的输出光功率与全数注入光功率比值的分贝数。

式中,

为注入光功率,

代表输入侧非注光端的输出光功率。

5.均匀性:

用来衡量均分型光耦合器“不均匀程度”的参数。

概念为在器件的工作带宽范围内各输出端口输出光功率的最大转变量。

6.偏振相关损耗:

衡量器件性能对传输光信号偏振态灵敏程度的参数,俗称偏振灵敏度。

是指当传输光信号的偏振态发生360度转变时,器件各输出端光功率的最大转变量:

7.隔离度:

用于反映WDM器件对不同波长信号分离能力的参数,指光纤耦合器某一光路对其他光路中光信号的隔离能力。

是某一光路输出端测到的其他光路信号的功率值。

隔离度高那么串扰小。

可见,隔离度关于分波耦合器意义更为重大,要求也更高(>40dB);而一样合波耦合器对隔离度的要求并非苛刻,20dB左右将可不能给实际应用带来明显不利的阻碍。

光耦合器的制作方式:

耦合机理简单、直观,但存在损耗大、与光纤传输线路耦合困难、环境稳固性差等不足。

2.全光纤型:

即直接在两根(或以上)光纤之间形成某种形式的耦合。

:

具有体积小、分光比操纵精准、易于大量量生产等特点,尤其适于制作多路均分的树形和星形耦合器。

3.2熔融拉锥型全光纤耦合器:

是将两根或两根以上除去涂覆层的光纤以必然的方式靠拢,在高温加热下熔融,同时向双侧拉伸,最终形成双锥体形式的特殊波导结构,实现传输光功率耦合的一种方式。

优势:

1.极低的附加损耗。

制作的标准X(或Y)形耦合器的附加损耗已可低于;2.方向性好。

其指标都超过60dB,保证了传输信号的方向性,并极大地减小了线路之间的串扰;3.良好的环境稳固性;4.操纵方式简单、灵活;5.制作本钱低廉、适于批量生产。

耦合机理:

在单模光纤中,传导模是两个正交的基模(HEll)信号,在熔融拉锥型单模光纤耦合器中,表现光在芯区集中程度的归一化频率

中除纤芯直径2口之外的其他参数都为常量。

当传导模进入熔锥区时,随着纤芯不断变细,V值不断减小,模场直径愈来愈比纤芯直径大,于是愈来愈多的光模传输到光纤包层中;在熔锥区,由于两光纤包层归并在一路,纤芯足够逼近,光从一根纤芯耦合到另一纤芯;在慢慢离开拉锥区时,随着纤芯的慢慢变粗,V值从头增大,光模以特定的比例从头被限制在两光纤纤芯中,实现了功率的再分派。

多模光纤中,传导模是假设干个分立的模式,不仅应在数值孔径角内,还要同时知足

式中,

为纤芯半径,

是芯区折射率,

为传导模与光的夹角,

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