无源光器件介绍.ppt

　　1. 激光器 　　在光通信中应用的调制光源， 在高频直接调制下会发生光谱展宽的现象， 光谱中的啁啾对长距离高比特率的传输极为不利。 在激光器的输出端加入光隔离器可以有效地减少光路回波引起的啁啾现象。 　　2. 光放大器 　　光纤中的光信号经长距离的传输会有所衰减， 需要大量的中继放大器， 光纤放大器能有效地克服电子设备响应速度慢等缺点。 为了使光纤放大器工作稳定， 无论稀土掺杂光纤放大器还是半导体光放大器， 都必须在其输出端用光隔离器来消除反向传输光的影响。 光隔离器对放大器的性能及应用有极大的影响， 它的性能指标将直接影响放大器的增益和噪声。 　　3. 光纤有线电视网 　　光纤有线电视可以解决在收看电视时， 由于无线电波的多路径所造成的电视图像的重影， 信号过弱使画面出现大片“雪花”， 以及由于电磁波的干扰造成画面质量的下降等问题， 因此， 光纤有线电视受到广大用户的欢迎， 发展相当迅速。 在光纤有线电视网上传播多路信 号时， 光器件上必须装上光隔离器， 以保证反射信号得到足够的衰减。 由于模拟信号抗干扰能力较数字信号差， 因此对隔离器的隔离度要求更高。 　　4. 与其他光器件集成实现多功能光器件 　　多功能光器件有带光隔离的光准直器、 光混合器、 双波光隔离器、 WDM组件、 耦合器组件等。  　　5. 相干光通信 　　利用无线电通信中的外差技术， 可在光通信中发展外差光纤通信——相干光通信。 光路中的光隔离器同样是为了防止反射光对光源的影响。 此外， 在光纤连接、 光纤仪器、 发射机、 实验研发、 光纤陀螺和磁光记录等方面光隔 离器也有很大的用处。  5.6　光纤连接器 　　对于任何一个光纤线路， 必须考虑的一个重要问题是光纤之间的低损耗连接方法。 这些连接存在于光源与光纤、 光纤与光纤以及光纤与光检测器之间。 光纤连接需要采用何种技术， 取决于光纤是永久连接还是可拆卸的连接。 一个永久性的连接通常指的是一个接头， 而一个易拆卸的连接则称为连接器。 接头一般常见于线路中间两根光缆中的光纤之间的连接， 连接器常位于光缆终端处， 用于将光源或光检测器与光缆中的光纤连接起来。 　　光纤连接器又称为活接头， 用以稳定地， 但不是永久地连接两根或多根光纤的无源器件。 它主要用于实现系统中设备间、 设备与仪表间、 设备与光纤间及光纤与光纤间的非永久性固定连接， 是光纤通信系统中不可缺少的无源器件。 正是由于光纤连接器的使用， 使得光通道 间的可拆式连接成为可能， 从而为光纤提供了测试入口， 方便了光系统的调测与维护， 同时又为网络管理提供了媒介， 使光系统的转接调度更加灵活。 5.6.1 光纤连接器的损耗 　　光纤连接时引起的损耗与多种因素有关， 如光纤的结构参数（如纤芯直径、 数值孔径等）、 光纤的相对位置（如横向位移、 纵向间隙等）以及端面状态（如形状、 平行度等）等。  　　1. 纤芯直径不同引起的损耗 当两个多模光纤连接时， 设输入光纤纤芯半径为a1， 输出光纤纤芯半径为a2， 则连接损耗为 　　2. 数值孔径不同引起的损耗 　　设输入光纤的数值孔径为NA1， 输出光纤的数值孔径为NA2， 则两光纤连接时引起的损耗为 (5.6.3) 　　3. 横向错位引起的损耗 　　当两光纤连接时， 可能发生横向错位， 如图5-6-1所示， 会产生错位损耗， 它是产生连接损耗的重要原因。 图5-6-1 横向错位示意图 　　4. 端面不平行引起的损耗 　　当两个连接的光纤端面不平行呈现斜交时(如图5-6-2所示)， 由于角度倾斜引起功率的损耗称为倾斜损耗。 　　阶跃多模光纤在模式均匀分布时， 倾斜损耗为 (5.6.6) 式中， θ为端面倾斜角， 以弧度表示； Δ为纤芯和包层相对折射率差； K=n1/n0， n1是纤芯折射率， n0是空气间隙折射率。 图5-6-2 端面斜交示意图 5.6.2 光纤连接器的性能 　　光纤连接器的性能不仅关系到它的正常使用， 还直接影响光纤通信系统的通信质量， 因此， 对光纤连接器的性能要求也很严格。 它的主要性能有光学性能、 互换性能、 机械性能、 环境性能和寿命性能。  　　1. 光学性能 　　对于光纤连接器的光性能方面的要求， 主要是插入损耗和回波损耗两个性能参数。 插入损耗是指因光纤连接器的介入而引起传输线路有效功率减小的量值， 对于用户来说， 该值越小越好。 对于该项性能， ITU建议其值应不大于0.5 dB。 　　回波损耗是衡量从连接器反射回来并沿输入通道返回的输入功率分量的一个量度， 其典型值应不小于25 dB。 对