十常见光无源器件制作工艺
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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,基本上是采用某种机械或光学结构使两根光纤的纤芯对准。
永久性接续大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现,活动性接续一般采用活动连接器。
1.1连接器主要指标: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,对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之后的输出光功率与输入光功率比值的分贝数。
表达式:)(lg 1001dB P P I L -= 式中0p 为输入端光功率,1P 为输出端光功率。
插损越小越好,ITU 建议应不大于0.5dB 。
对于多模光纤连接器来讲,注入的光功率应当经过稳模器以滤去高次模,使光纤中的模式为稳态分布,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。
影响会引起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。
)(lg 100L dB P p R r -=式中,0P 为输入端光功率,r p 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影响,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变化情况,用dB 表示。
互换性是表征连接器插头与转换器两部分任意互换或有条件互换的性能指标,也用dB 表示。
一般要求互换连接器的附加损耗应限制在小于0.2dB 的范围内。
A.1影响插入损耗的各种因素: a .纤芯错位损耗:由于纤芯横向错位引起的损耗。
b .光纤倾斜损耗:由于两光纤轴线的角度倾斜而引起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 而引起的损耗。
(整理)光无源器件的原理及应用.光无源器件的原理及应用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。
在光纤有线电视中,其起着连接、分配、隔离、滤波等作用。
实际上光无源器件有很多种,限于篇幅,此处仅讲述常用的几种—光分路器、光衰减器、光隔离器、连接器、跳线、光开关。
一、光纤活动连接器。
光纤活动连接器是实现光纤之间活动连接的无源光器件,它还有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行连接的功能。
活动连接器伴随着光通信的发展而发展,现在已形成门类齐全、品种繁多的系统产品,是光纤应用领域中不可缺少的、应用最广泛的基础元件之一。
尽管光纤(缆)活动连接器在结构上千差万别,品种上多种多样,但按其功能可以分成如下几部分:连接器插头、光纤跳线、转换器、变换器等。
这些部件可以单独作为器件使用,也可以合在一起成为组件使用。
实际上,一个活动连接器习惯上是指两个连接器插头加一个转换器。
(1)连接器插头。
使光纤在转换器或变换器中完成插拔功能的部件称为插头,连接器插头由插针体和若干外部机械结构零件组成。
两个插头在插入转换器或变换器后可以实现光纤(缆)之间的对接;插头的机械结构用于对光纤进行有效的保护。
插针是一个带有微孔的精密圆柱体,其主要尺寸如下:外径Ф2.499±0.0005mm外径不圆度<0.0005mm微孔直径Ф126±0.5μm微孔偏心量<1μm微孔深度4mm 或10mm插针外圆柱体光洁度▽14端面曲率半径20-60mm插针的材料有不锈钢、全陶瓷、玻璃和塑料几种。
现在市场上用得最多的是陶瓷,陶瓷材料具有极好的温度稳定性,耐磨性和抗腐蚀能力,但价格也较贵。
塑料插头价格便宜,但不耐用。
市场上也有较多插头在采用塑料冒充陶瓷,工程人员在购买时请注意识别。
光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分,本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特摘要:光纤准直器设计等°减反射角、点以及部分工艺考虑,内容包括高斯光束能量耦合、光纤头的8单元技术和光纤连接器、晶体光学器件、波分复用器、光开关等器件技术,希望对从事光无源器件设计和制造的工程师有参考作用。
FBT关键词:光无源器件,准直器,隔离器、环形器、光开关、言绪一.适应信息社会对通信容量的要求,光纤通信已经取代电子通信。
低损耗光纤、半导体激使光纤通DWDM+EDFA光器和掺铒光纤放大器是使光纤通信成为可能的三个关键因素,而信容量得到空前扩展。
在光纤通信系统中,各种光无源器件扮演着不可或缺的角色,本文将[1]综合介绍各种光无源器件技术原理及特点。
下文的组织结构是,第二部分介绍光无源器件中用到的基础知识和单元技术;第三部分对光纤连接器的一些特性进行分析;第四部分介绍各种晶体光学器件的结构、原理和发展情况;第五部分介绍波分复用器的原理和结构;第六部分介绍各种光开关的原理、结构和特点;第七部分介绍各种光衰减器的原理、结构和特点;第八部分介绍光纤熔融拉锥器件的基本原理和各种具体器件的实现方式;第九部分为全文总结。
需要说明的是,限于本文作者的知识水平和研究经历,对某些技术有较深入的分析,如型波分复用器和光纤熔融拉光纤头、光纤准直器、光纤连接器、光隔离器、光环形器、Filter、光开关和可调光衰减器等,这锥器件等,对某些技术则大致介绍结构和原理,如Interleaver些都是为了聊补本文的完整性,以顶住光无源器件技术综述这顶帽子。
考虑本文的读者对象是从事光无源器件设计和制造的工程师,作者尽量少用复杂的公式,但在某些场合,公式有50个公式。
助于理解问题和说明一些重要结论,因此本文中仍出现多达基础知识和单元技术二.高斯光束的能量耦合1.在尾纤为单模光纤的光无源器件中,光束可用高斯近似处理,器件的耦合损耗可用高斯光束之间的耦合效率进行分析。
光无源器件封装流程The packaging process of passive optical devices is a critical step in the manufacturing of these components. 无源光器件的封装过程是这些组件制造过程中至关重要的一步。
Proper packaging ensures the protection of the delicate optical components from environmental factors such as dust, moisture, and temperature fluctuations. 合适的封装确保了将这些精密的光学元件免受尘埃、湿气和温度波动等环境因素的影响。
It also provides mechanical support for the device and facilitates its integration into larger optical systems. 同时,它还为器件提供了机械支撑,并促进了其融入更大的光学系统中。
The packaging process involves several steps, including cleaning, alignment, bonding, and testing, each of which is crucial for the overall performance and reliability of the optical device. 封装过程涉及几个步骤,包括清洁、对准、粘结和测试,每个步骤对光学器件的整体性能和可靠性都至关重要。
During the cleaning stage, the optical components are carefully prepared to remove any contaminants that could adversely affect their performance. 在清洁阶段,光学元件会被仔细准备,以去除任何可能对其性能产生不利影响的污染物。
光无源器件技术综述万助军中科院上海微系统与信息技术研究所博士生上海上诠光纤通信设备有限公司技术顾问摘要:光无源器件是光纤通信中不可或缺的部分,本文综合介绍各种光无源器件技术原理、特点以及部分工艺考虑,内容包括高斯光束能量耦合、光纤头的8°减反射角、光纤准直器设计等单元技术和光纤连接器、晶体光学器件、波分复用器、光开关等器件技术,希望对从事光无源器件设计和制造的工程师有参考作用。
关键词:光无源器件,准直器,隔离器、环形器、光开关、FBT一. 绪言适应信息社会对通信容量的要求,光纤通信已经取代电子通信。
低损耗光纤、半导体激光器和掺铒光纤放大器是使光纤通信成为可能的三个关键因素,而DWDM+EDFA 使光纤通信容量得到空前扩展。
在光纤通信系统中,各种光无源器件扮演着不可或缺的角色,本文将综合介绍各种光无源器件技术原理及特点[1]。
下文的组织结构是,第二部分介绍光无源器件中用到的基础知识和单元技术;第三部分对光纤连接器的一些特性进行分析;第四部分介绍各种晶体光学器件的结构、原理和发展情况;第五部分介绍波分复用器的原理和结构;第六部分介绍各种光开关的原理、结构和特点;第七部分介绍各种光衰减器的原理、结构和特点;第八部分介绍光纤熔融拉锥器件的基本原理和各种具体器件的实现方式;第九部分为全文总结。
需要说明的是,限于本文作者的知识水平和研究经历,对某些技术有较深入的分析,如光纤头、光纤准直器、光纤连接器、光隔离器、光环形器、Filter 型波分复用器和光纤熔融拉锥器件等,对某些技术则大致介绍结构和原理,如Interleaver 、光开关和可调光衰减器等,这些都是为了聊补本文的完整性,以顶住光无源器件技术综述这顶帽子。
考虑本文的读者对象是从事光无源器件设计和制造的工程师,作者尽量少用复杂的公式,但在某些场合,公式有助于理解问题和说明一些重要结论,因此本文中仍出现多达50个公式。
二. 基础知识和单元技术1. 高斯光束的能量耦合在尾纤为单模光纤的光无源器件中,光束可用高斯近似处理,器件的耦合损耗可用高斯光束之间的耦合效率进行分析。
十常见光无源器件制作工艺
光无源器件,也被称为光波导器件或光学器件,是光通信领域中至关
重要的组成部分。
光无源器件主要包括光纤、光耦合器、分束器、滤波器、波长分复用器等。
这些器件在光通信系统中起到了传输、分配、滤波等关
键作用。
下面将介绍光无源器件制作的一般工艺流程。
1.光纤制作工艺
光纤是光通信系统中最基础的无源器件。
光纤的制作工艺主要包括:
预制棒拉制法、外气流法、内气流法和PCVD法。
其中,最常用的方法是PCVD法(Plasma Chemical Vapor Deposition),即等离子体化学气相
沉积法。
PCVD法利用预制的石英玻璃作为基材,将基材放入反应室中,
在高温下加入反应气体,通过化学反应和热反应生成二氧化硅,从而在玻
璃表面形成纳米级别的光纤芯。
然后通过拉伸和涂覆等工艺,制作出具有
高纯度、低损耗的光纤。
2.光耦合器制作工艺
光耦合器用于将光信号从一个光波导传输到另一个光波导,是光通信
系统中常见的无源器件。
光耦合器的制作工艺主要包括:硅基法、焕射损
耗法和金属/微透镜法等。
其中,硅基法是最常见的制作工艺。
硅基法利
用硅基材料作为基底,通过刻蚀技术制作出光波导结构,再利用电子束光
刻技术和离子束刻蚀技术进行微结构的制作。
通过这些工艺步骤,可以实
现光耦合器的制作。
3.分束器制作工艺
分束器是将入射的光信号等比例地分离到不同的输出通道中的器件。
分束器的制作工艺主要包括:多模段法、多波长法、光纤法等。
其中,多
模段法是最常用的制作工艺。
多模段法利用光波导的多模特性,通过调整
光波导的宽度和长度等参数,实现光信号的分束效果。
此外,多波长法则
是利用不同波长的光信号在光波导中的传输特性差异,实现光信号的分束。
4.滤波器制作工艺
滤波器用于选择性地传输特定波长的光信号,常用于光通信系统中的
波分复用和波长切换。
滤波器的制作工艺主要包括:干涉滤波器法、光波
导滤波器法等。
干涉滤波器法利用光的干涉效应,通过将不同波长的光信
号引入波导滤波器中,通过干涉效应来实现波长选择性的滤波。
光波导滤
波器法则是通过在光波导中引入特定结构,利用光的传输性质选择性地传
输特定波长的光信号。
5.波长分复用器制作工艺
波长分复用器用于将多个不同波长的光信号合并到一个光纤中进行传输,是光通信领域中重要的组件之一、波长分复用器的制作工艺主要包括:星形耦合器法、多插入波导法等。
星形耦合器法是一种常用的制作工艺,
它通过在光波导中引入星形结构,将不同波长的光信号耦合到一个输出波
导中。
多插入波导法则是通过在光波导中引入多个插入波导,每个插入波
导负责传输一个特定波长的光信号,从而实现波长分复用的功能。
总之,光无源器件的制作工艺是光通信系统中关键的一步,在器件的
设计、加工和测试过程中,需要采用相应的工艺步骤和设备,以保证器件
的性能和可靠性。
随着光通信技术的不断发展,光无源器件的制作工艺也
在不断改进和创新,以满足不断变化的市场需求和技术挑战。