第五章无源光器件资料教程
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《光纤技术》复习资料第一章 绪论要求:1、了解光纤的基本结构和基本特性;2、充分认识光纤传感和光纤通信在现代工农业生产、军事、科研及日常生活中的作用和地位,明确学习目的;3、了解光纤技术的发展动向;4、知道本课程的学习方法。
具体:1、光纤的定义:光纤是“光导纤维”的简称,是指能够约束并导引光波在其内部或表面附近沿轴线方向传播的传输介质。
2、光纤的结构:主要由纤芯、包层和涂敷层构成。
其中纤芯的折射率比包层要高。
纤芯和包层的折射率差引起光在纤芯内发生全内反射,从而使光在纤芯内传播。
3、通信光纤的标准包层直径是125m μ,涂敷层的直径大约是250m μ。
4、常用的光纤材料有纯石英(2SiO )、玻璃和塑料。
5、列举光纤相对于金属导线的优点(至少5点):如容量大、抗电磁干扰、电绝缘、本质安全;灵敏度高;体积小、重量轻、可绕曲;测量对象广泛;对被测介质影响小;便于复用,便于成网;损耗低;防水、防火、耐腐蚀;成本低、储量丰富等。
6、光纤通信所占的波长范围大概是0817..m μ。
7、1953年,在伦敦皇家科学技术学院开发出了用不同光学玻璃作纤芯和包层的包层纤维,由此导致光纤的诞生。
8、1966年,光纤之父高锟博士深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题,发现这种玻璃纤维引起光损耗的主要原因。
9、目前,F T T H (光纤到户)是宽带接入的一种理想模式,各国发展迅猛。
10、目前流行的“三网合一”指的是将现存三个网络:电信网、有线电视网和计算机网的信号在同一个光纤网络中传输。
11、光纤被喻为信息时代的神经。
第二章 光纤拉制及成缆要求:1、了解光纤的分类方法和光纤的种类,理解各种不同种类光纤之间的区别及每种光纤的特点;2、知道光纤的制作材料及要求;3、了解光纤预制棒的制造原理和工艺;4、知道各种光缆结构和材料的用途。
具体:1、光纤的分类:按照光纤横截面折射率分布不同分为:阶跃光纤和渐变光纤(折射率在纤芯中保持恒定,在芯与包层界面突变的光纤称为阶跃光纤,折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。
无源光器件(Optical Passive Devices)简介:又称为光无源器件,是光纤通信设备的重要组成部分,也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件。
具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点,广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等。
其结构图如下:无源光器件原理、作用、种类以及应用简介光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分。
它是一种光学元器件,其工艺原理遵守光学的基本规律及光线理论和电磁波理论、各项技术指标、多种计算公式和各种测试方法,与纤维光学、集成光学息息相关;因此它与电无源器件有本质的区别。
无源光器件的种类繁多,功能及形式各异,但在光纤通信网络里是一种使用性很强的不可缺少的器件,而在光纤有线电视中,起着连接、分配、隔离、滤波等作用。
作用概括起来主要是:连接光波导或光路;控制光的传播方向;控制光功率的分配;控制光波导之间、器件之间和光波导与器件之间的光耦合;以及合波和分波等作用。
光无源器件有很多种,分别是:光纤准直器(Fiber Collimators)光纤连接器(Connector),光耦合器件(Coupler),光衰减器(Attenuator),光隔离器(Isolator),光波分复用器(WDM),偏振光合波器(PBC)、光开关(Switch),光环形器(Circulator);在此只介绍几种常见的无源光器件,其余的不再一一介绍。
1、光纤连接器:又称光纤活动连接器,俗称活动接头,用于设备与光纤之间的连接。
光纤连接器的作用是将需要连接起来的单根或多根光纤芯线的断面对准、贴紧,并能多次使用。
2、光纤分路器及耦合器:光纤耦合器,将不同方向的光信号耦合(光纤flash\光纤耦合器SWF )送入一根光纤中传输,或者相反。
常用的三极管光耦合器结构图如下:3、光合波器、光分波器:光合波器和光分波器是用于波分复用等传输方式中的无源光器件.可将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输,或者反过来说,将从一根光纤传输来的不同波长的复合光信号,按不同光波长分开。
复习第四课1、光纤连接器的参数插入损耗、回波损耗、重复性、互换性、工作寿命注:定义、影响因素、公式、测试方法2、光纤连接的另一种形式——光纤熔接对应的光纤基础实验:(1)了解光纤的结构和几何特性(2)掌握光纤的切割、焊接及耦合方法光纤的熔接光纤熔接技术是在高压电弧的作用下将两根需要熔接的光纤重新融合在一起。
光纤熔接后,光线能在两根光纤之间以极低的损耗传输,一般小于0.1dB。
光纤熔接不产生缝隙,因而不会引起反射损耗,是减小插入损耗的最好方法。
耦合器、衰减器、隔离器光纤传输过程中,如何实现光信号的分路、合路?§1、光纤结构示意图耦合机理示意图背散射臂耦合区耦合机理:(单模光纤耦合器)2、分类10、按功能:光功率分配器、光波长合/分耦合器;20、按结构和制备方法:块型、熔融光纤型和平面波导型;块型:利用光学分立元件。
熔融光纤型和平面波导型:利用连接结构。
(主要方式:全光纤型和集成光学型)2、分类30、按对通过的光是否敏感:方向(定向)耦合器、非方向耦合器;(a)左端口输入的光在右边分成两个;然而,若光从右边输入,所有的光都会进入左边,进入右下端口的很少。
(b)组合所有的光,并将它们传送到所有的端口(包括输入端)。
注:绝大多数耦合器是双向器件。
2、分类40、按接口类型:T形和Y形(1×2)、树形(1×N,N>2)、星形(N×N (M),N>2)耦合器;(1)Y形(T形)耦合器10、功能:把一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根光纤,或把两光纤输入信号组合在一起。
即:不同分路的功率分配或功率组合。
20、用途:功率分路器、合路器、光开关、干涉仪(两个Y耦合器)、调制器等。
30、优缺点:优点:耦合区长度短;缺点:高损耗,主要是分支点处得辐射损耗。
(1)Y 形(T 形)耦合器如图,是一种降低损耗的方法:n 3<n 1(n 3<n 2)简易型:进入两臂的输入波相对两臂的波导是倾斜的,使损耗严重。