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简介
这是一个关于通信工程专业导论PPT课件，主要介绍光纤连接器、光纤耦合器、光开关、光纤光栅、光滤波器。第4章无源光器件 4.1光纤连接器 4.2光纤耦合器 4.3光开关 4.4光纤光栅 4.5光滤波器 4.6WDM合波/分波器 4.7光隔离器与光环形器 4.8光锁相环与非线性光环镜NLOM 习题四 4.1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。 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0.25dB，这个数值可以在0.1～1dB之间浮动。最大损耗大约为0.5dB，变化范围在0.3～1.5dB之间，欢迎点击下载通信工程专业导论PPT课件哦。
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第4章无源光器件 4.1光纤连接器 4.2光纤耦合器 4.3光开关 4.4光纤光栅 4.5光滤波器 4.6WDM合波/分波器 4.7光隔离器与光环形器 4.8光锁相环与非线性光环镜NLOM 习题四 4.1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。 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0.25dB，这个数值可以在0.1～1dB之间浮动。最大损耗大约为0.5dB，变化范围在0.3～1.5dB之间。 4.2 光纤耦合器在光纤通信和光纤测量中，有时需要把光信号在光路上由一路向两路或多路传送，有时需把N路光信号合路再向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为微镜片耦合器、波导耦合器和光纤耦合器等。 其中光纤耦合器由于制作时只需要光纤，不需要其他光学元件，具有与传输光纤容易连接且损耗较低、耦合过程无需离开光纤，不存在任何反射端面引起的回波损耗等优点，因而更适合光纤通信，有时也称为全光纤元件。下面主要介绍光纤耦合器的原理和性能参数。2×2的耦合器是最基本的耦合单元，其他的光纤耦合器都可通过它级连而成，所以我们重点讨论2×2光纤耦合器。? 4.3光开关 4.3.1光开关的性能参数光开关是光交换的关键器件，它在光网络中有许多应用场合。光开关的开关速度或称开关时间是一个重要的性能指标。不同的应用场合对开关时间的要求是不一样的，如光通道的设置开关时间为1～10ms，保护倒换的开关时间为1～10μs，分组交换的开关时间为1ns，外调制器的开关时间为10ps量级。除了开关时间外，还有下面一些参数用来衡量光开关的性能。 4.4 光纤光栅光纤光栅由一段折射率沿其长度周期性变化的光纤构成。利用掺锗石英光纤受到240nm附近紫外光照射时纤芯折射率会增大这一现象，将光纤沿中心轴线切开，从光纤切面照射呈空间周期性变化的紫外光，纤芯部位就会出现周期性折射率变化，这就形成了光栅(FG)，其结构如图4.14所示。 4.4.1 光纤光栅的结构目前制作光栅的光源主要有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(如双反射镜、三反射镜法)与非干涉法(如相位、振幅掩膜法)。 光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均匀的现象，叫做光的衍射。 如果两波频率相等，在观察时间内波动不中断，而且在相遇处振动方向几乎沿着同一直线，那么它们叠加后产生的合振动可能在有些地方加强，在有些地方减弱，这一强度按空间周期性变化的现象称为干涉。 干涉曝光法是指先形成紫外光周期模式(周期在1μm以下)，再从光纤侧面进行照射。干涉曝光法中的干涉条纹是将紫外激光先分成2个光路，然后再叠加而成。通过改变两光束的相对角度能产生任意周期具有不同反射波长的光栅，如图4.14(a)所示。 4.5 光滤波器光滤波器全称为光学滤波器，与大家熟悉的电滤波的作用是一样的，只是这里滤除的是特定波长的光信号。光滤波器可分为固定的和可调谐的两种。固定滤波器允许一个固定的、预先确定的波长通过，而可调谐的滤波器可动态地选择波长。由于可调谐滤波器需要一些外部电源，严格地说它不是无源器件，这里将具有类似特性的器件放在一起介绍。 4.6WDM合波/分波器 WDM合波/分波器是波分复用系统的核心部件，其特性好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。前面介绍的光滤波器原则上都可以用来实现合波/分波器。目前，WDM合波/分波器可以有多种方法来制造，制造的器件各有特点。下面就几种常用器件作一简要介绍。 4.7光隔离器与光环形器光隔离器和光环形器的工作原理基本一致，只是光隔离器为双端口器件，即一个输入和一个输出端口，而光环形器为多端口器件，常用的有3端口和4端口光环形器，即从任一端口输入，从指定的端口输出。它们都是非互易器件，即当输入和输出端口对换时器件的工作特性不一样。这和耦合器一类的无源光器件是不一样的。 4.8光锁相环与非线性光环镜NLOM 光锁相环（OPLL）的功能与电锁相环一样，可实现接收信号与本地振荡信号即基准信号的同频同相，从而实现二者的同步。它由调谐激光器、光电二极管平衡器件和滤波器等构成，图4.31给出了其原理框图。 光纤通信用的光可变衰耗器一般带有光纤活动连接器如图所示。光纤输入的光经自聚焦透镜变成平行光束，平行光束经过衰减片再送到自聚焦透镜耦合到输出光纤去。衰减片通常是表面蒸镀了金属吸收膜的玻璃基片，为减小反射光、衰减片与光轴可以倾斜放置。
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