光纤通信无源器件技术
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，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 100
1dB 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。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1a 的光纤射向纤芯半径为)(122a a a <的光纤时导致的
浅谈光纤通信有源器件与无源器件
浅谈光纤通信有源器件与无源器件
任课教师
学院
班级
姓名
学号
日期2016年05月18日
目录
1 引言 (1)
2光有源器件 (1)
2.1 光有源器件简介 (1)
2.2 光纤激光器 (1)
2.3光纤放大器 (3)
2.4 全光波长变换器 (4)
2.5光检测器 (4)
3 光无源器件 (5)
3.1 光无源器件简介 (5)
3.2 光纤活动连接器 (6)
3.3 跳线 (6)
3.4 转换器 (7)
3.5 变换器 (8)
3.6光纤活动连接器的表征指标 (9)
3.6.1插入损耗 (9)
3.6.2回波损耗 (9)
3.6.3重复性 (10)
3.6.4互换性 (10)
3.7光分路器 (10)
3.8光衰减器 (12)
3.9光隔离器 (14)
3.10光开关 (15)
3.11波分复用器 (15)
3.12光接头盒、光配线箱、光终端盒 (15)
结语 (16)
参考文献 (16)
1引言
在光纤通讯行业，光纤系统中所用到的各种器件称为光器件。而光器件简单来说分为有源光器件与无源光器件两种。有源光器件也称光有源器件，无源光器件也称光无源器件。
光有源和无源器件都有如下产品：
●有源光器件：定义是在光通信系统中能产生或接收光信号的器件。可以简单的认为有源光器件是需要接上电源才能工作的。比如：光纤收发器（"纤亿通"自主生产），光接收机，光源，光端机，光功率计等。
●无源光器件：定义是在光通信系统中不能产生或接收光信号的器件。可以简单的认为无源光器件是不需要接上电源就能够工作的。比如：光纤连接器，光纤适配器，光纤衰减器，光纤终结器，密集波分复用器（DWDM），粗波分复用器（CWDM），光纤耦合器，光开光，光纤准直器，光隔离器,平面波导光分路器（PLCS）等等。
《光纤传输技术》第三章 无源器件技术
x
端 口
1 23 4 5 6
端 口
1
2
z3
4
y
技术指标
插入损耗 回波损耗 隔离度 串音 偏振相关损耗 偏振模色散 串音指两个不相邻端口之间理论上不能接 收到光信号但实际中由于种种原因而接收 到的功率以dB表示的相对值
光纤的连接
光纤的连接将两根光纤端面结合在一起， 实现光信号的持续传输。 根据连接方式的不同，可分为活动连接和 固定连接。 利用活动连接器是实现活动连接的主要方 法 熔接法是固定连接的主要方法
重复性：每次插拔后其损耗的变化范围，一般 应小于0.1dB。
互换性：是指同一种连接器不同插针替换时损 耗的变化范围，一般应小于0.1dB。
插拔次数：连接器具有上述损耗参数范围内插 拔的次数，一般应在千次以上。
工作温度：在工作温度范围内（-25～＋70℃ 范围内），连接器的损耗变化量应在0.2dB范 围内变化。
第三章 无源器件技术
主要内容
一、光隔离器和光环形器 二、光纤的连接 三、光纤衰减和光开关 四、光纤耦合器 五、光纤光栅 六、波分复用器件
无源器件
无源器件：本身不发生光电或电光转换的器件。 光隔离器 光耦合器 光环形器
实现连接光路、分配光功率以及合波和分波等 作用。
光隔离器(isolator)
光隔离器是一种只允许光沿一个方向 通过而在相反方向阻挡光通过的光无 源器件
光无源器件的技术分析
光无源器件的技术分析
光无源器件是指在光通信和光网络中，不需要外部能量输入就能起作用的光学器件，
例如光纤、分光器和波长分复用器等。这些器件在光通信和光网络中起着至关重要的作用，它们的性能直接影响到整个系统的性能和稳定性。本文将对光无源器件的技术进行分析，
探讨其应用领域、性能特点和发展趋势。
一、光无源器件的应用领域
光无源器件广泛应用于光通信和光网络领域，包括光纤通信系统、光纤传感系统、光
纤传输系统、光纤传感测量系统等。在光纤通信系统中，光纤作为光信号的传输介质，承
担着传输和接收光信号的任务；而分光器和波长分复用器等器件则用于对光信号进行分配、合并和波长分复用。在光纤传感系统中，光纤传感器借助于光无源器件对光信号进行传输
和检测，实现对环境参数的实时监测。
二、光无源器件的性能特点
1. 低损耗：光无源器件在光信号的传输和处理过程中，尽可能地减少能量损耗，保
证光信号的传输稳定和可靠。
2. 增益均匀：光无源器件对光信号进行分配、合并和波长分复用时，能够保持光信
号的增益均匀，保证传输系统的性能稳定。
3. 高灵敏度：光无源器件在提取和传输光信号时，对光信号的灵敏度高，能够快速、准确地传输光信号。
4. 高波长选择性：光无源器件对不同波长的光信号具有高度的选择性，能够对不同
波长的光信号进行准确的分配和合并。
5. 高可靠性：光无源器件的制作工艺和材料选择经过严格的筛选和测试，保证其在
光通信和光网络系统中具有高可靠性和长寿命。
三、光无源器件的发展趋势
1. 高性能化：随着光通信和光网络技术的不断发展，光无源器件的要求也越来越高，未来光无源器件将不断追求更高的性能，包括更低的损耗、更高的增益均匀性、更高的波
光纤通信技术发展历程及趋势
光纤通信技术发展历程及趋势光纤通信技术是二十世纪末开始普及的通信技术，其独特的优
势和快速的发展速度，使得它成为了现代社会最重要的通信技术
之一。本文将会阐述光纤通信技术的发展历程，并且对未来的趋
势进行探讨。
一、光纤通信技术的发展历程
1960年代，光纤通信技术的概念首次被提出。但是，由于当时
无法制造出高质量的光纤，这项技术一直处于实验室阶段。直到
20世纪70年代，美国贝尔实验室首次成功制造出了质量优良的光纤，使得光纤通信技术才开始出现了真正的应用。比较典型的是，1977年美国AT&T公司在美国第一次开通了一条光纤通信线路，
同时也标志着光纤通信技术进入了商业化运营的阶段。
20世纪80年代，光纤通信技术迅速发展。国外厂商加强了对
光纤技术的研究和开发，并成立了多个光纤通信领域的国际标准
组织，比如ITU和FSAN等。国内也于1984年开始进入光纤通信
技术的领域，并发起了“863计划”，同时成立了多家研究机构和起
步公司，加快了国内的光纤通信技术的发展。
20世纪90年代，在无线通信和传统有线通信技术的双重推动下，光纤通信技术得到了更广泛的应用。比如，在网络终端之间的传输和银行间仪表的交换等领域，光纤通信技术的应用得到了广泛的推广。此外，同时成立的一些国际合作组织，如CORBA、WAP等，也为光纤通信技术的发展提供了更加优质的平台。
二、光纤通信技术的现状与趋势
目前，光纤通信技术已经成为现代化电信网络的基石，且持续不断地得到进一步的扩展和升级。因此，我们现在需要了解的是光纤通信技术未来的趋势和现状。
1. 高速化和可靠化
光无源器件技术综述
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。
光无源器件技术综述
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
光纤无源器件介绍
第3张光纤无源器件介绍
在光纤通信的传输系统中，除了必备的光终端设备、电终端设备和光纤之外，在传输线路中还需要各种辅助器件以实现光纤与光纤之间或光纤与端机之间的连接、耦合、合／分路、线路倒换以及保护等多种功能。相对于光电器件，如半导体激光器、发光二极管、光电二极管以及光纤放大器等光“有源器件”而言，这一类本身不发光、不放大、不产生光电转换的光学器件，常被称之为光“无源器件”。
无源器件的种类繁多，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。主要的无源器件有光纤连接器、光缆连接器、光纤耦合器、光开关、光复用器(合波器和分波器)、光分路器、光隔离器、光衰耗器、光滤波器，等等。它的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。
需特别指出，由于生产光“无源器件”的厂家众多，且品种、结构、外貌各异，价格也不菲，因此实验箱中所涉及的光“无源器件”远不能代表该类器件的全貌。各学校可根据自己教学的需要和开设特殊实验内容的要求，在该实验箱基础上添置更多的光“无源器件”，增加新的实验内容。
本章节的实验目的是让学生对光纤通信中这一类基本器件的某种结构及相关性能指标有一个基本了解，熟悉光“无源器件”性能指标的测量方法和光学测量仪器的使用方法，为今后的实践打下一个良好的基础。
“JH5002型光纤通信原理综合实验系统”现在的光“无源器件”基本配置见表。
一、光纤连接器
光纤连接器又叫光纤活动连接器、或叫活接头。这是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以可拆卸重复使用的光“无源器件”，被广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，也是目前使用数量最多的光无源器件。尽管光纤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个部分：
光纤通信原理第五章1 无源光器件和WDM技术
光纤耦合器
光耦合器（Coupler）是一类能使传输中 的光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，并进 行再分配的器件。
把多个光信号耦合到一起，或将光 信号分到多根光纤中 。
环路镜具有开关或与门的作用
改进的非线性环路镜－非线性 放大环路镜
5.3光学无源器件
光隔离器
光隔离器是光单向传输器，可以防 止光反射的发生。
允许正向输入光以最小损耗通过，最大地 阻止反向光的通过。
光隔离器的原理－法拉第电磁旋转效应
起偏器
450 外加磁场
解偏器
旋光器
外加磁场
光环行器
当光从任意端口输入时，只能在环 行器中沿单一方向传输，并在下一端口 输出。
金属材料制作的连接器。 2. SC系列连接器
SC型连接器采用插拔连接，外壳使用工程塑 料制作、矩形结构，便于密集安装，可以制成多 芯连接器。
3. ST型连接器 ST型连接器采用带键的卡口式锁紧机构。
4. APC型连接器 为了减少光的反射，采用斜面结构。
5. 不同型号插头相互连接的转换器
影响连接损耗的因素
第五章 无源光器件和WDM技术
■光纤与波导型无源器件 ■光学型无源器件
光无源器件
要点二
偏振模色散（Polarization Mode Dis…
由于光纤中双折射效应引起的两个正交偏振模传输速度不 同而产生的时延差。PMD会导致光信号脉冲展宽，影响系 统性能。因此，在评估光无源器件性能时，需要考虑其对 PMD的影响。
带宽与色散特性
带宽（Bandwidth）
光无源器件能够传输的光信号频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位表示。带宽越宽， 器件能够处理的光信号速率越高。
医疗领域
在医疗诊断和治疗中，光无源器件可用于内窥镜 、激光手术刀、光动力疗法等设备中，以实现精 确、高效的治疗。
军事领域
在军事应用中，光无源器件可用于夜视仪、红外 探测器、激光测距仪等设备中，以提高作战效能 和安全性。
06 光无源器件市场前景及挑 战
市场规模与增长趋势预测
随着5G、物联网等技术的快速发展，光无源器件市场规模将持续扩大，预计未来几 年将保持稳健增长。
。
微纳加工技术
随着微纳加工技术的发展，光无源 器件的制造精度不断提高，可以实 现更小尺寸、更高性能的光无源器 件。
薄膜制备技术
薄膜制备技术是光无源器件制造中 的关键技术之一，可以实现各种光 学薄膜的制备，如反射膜、增透膜 等。
封装技术
气密封装
气密封装技术可以确保光无源器件在 恶劣环境下的稳定性和可靠性，防止 潮气、尘埃等污染物对器件性能的影 响。
光纤通信技术-第五章-光无源器件 (1)
满足这一要求的有效途径是将光纤端面加工成
球面或斜球面，如图5.7（a）和（b）所示。
（a）球面接触
（b）斜球面接触
图5.7 改进回波损耗的方法
将装有光纤的插针体端面加工成球面，这种
研磨方式称为PC研磨方式，球面曲率半径一 般为25~60mm。球面接触的优点是可以保证 两个插针体中的光纤充分接触，达到“物理接 触”。因此回波损耗可显著增大，可达到 50dB以上。
L1 10 lg P0 Pi (dB)
（5.1）
对于多模光纤连接器来讲，注入的光功率
应当经过稳模器，滤去高次模，使光纤中的模 式为稳态分布，这样才能准确地衡量连接器的 插入损耗。
光纤连接时，如图5.6所 示，由于光纤纤芯直径、数 值孔径、折射率分布的差异 以及横向错位、角度倾斜、 端面形状以及端面光洁度等 因素的影响，都会产生连接 损耗，影响插入损耗。对于 用户来说，插入损耗越小越 好。
图5.1示出套筒结构的光 纤连接器简图，包括用于对 中的套筒、带有微孔的插针 和端面的形状（图中画出平 面的端面）。光纤固定在插 针的微孔内，两支带光纤的 插针用套筒对中实现连接。 以下文中提到的光纤连接器 都指的是光纤活动连接器。
图5.1 套筒结构光纤连接器简图
对光纤连接器的基本要求是使发射光纤输出的光 能量最大限度地耦合进接收光纤。光纤连接器是光纤 通信中应用最广泛、最基本的光无源器件。光纤连接 器的“尾纤”（即一端有活动的连接器光纤）用于和 光源或检测器耦合，以构成发射机或接收机的输出/输 入接口，或构成光缆线路及各种光无源器件两端的接 口。光纤连接器跳线（即两端都有光纤活动连接器的 一小段光纤）用于终端设备与光缆线路及各种光无源 器件之间的互连，以构成光纤传输系统。
光无源器件电子通信专业ppt
结论与展望
07
本专业ppt总结
个人体会和展望
通过学习本专业ppt，我对光纤通信系统的组成、性能参数和应用场景有了更深入的了解。
个人体会
在学习的过程中，我深刻感受到通信技术的进步对社会发展有着积极的推动作用。
个人体会
随着科学技术的不断发展，未来的光纤通信系统将面临更高的性能要求和更复杂的网络结构。
展望
未来，我们需要进一步研究光纤通信系统的关键技术，如高速光信号传输、低噪光放大技术、光信号处理和光量子加密等。
展望
THANKS
感谢观看
小型化、集成化
在减小光无源器件的尺寸和重量的同时，研究人员还在探索将这些器件集成在一起的可能性，以实现更高效的信号传输和处理。例如，光子集成回路 (PIC) 和三维集成光学器件已成为研究的热点。
光无源器件的发展趋势
由于材料和制造工艺的限制，光无源器件的传输损耗较高，这限制了光通信系统的传输距离和可靠性。例如，光纤连接器的插入损耗较大，容易造成信号衰减。
激光雷达
激光雷达是一种利用激光作为信号源，实现对目标探测、跟踪和测距的雷达系统。它可以应用于无人驾驶、机器人等领域。
光计算
光计算是一种利用光子作为计算载体的计算方式。它可以提高计算效率和精度，应用于大数据处理、人工智能等领域。
光纤通信网
DWDM技术中的关键无源器件
DWDM技术中的关键无源器件
1、引言：
WDM即波分复用(Wavelength Division Multiplexing),是光纤通信中的一种传输技术，它利用了一根光纤可以同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作为一个独立的通道传轴一个预定波长的光信号。若通道间隔小于或者等于3.2nm,则称为DWDM.即密集波分复用(Dense WDM)，也常常把密集波分复用简称为波分复用。DWDM技术具备良好的技术优势和良好的经济性，已成为光纤传输的主流。要实现DWDM传输。需要许多与其相适应的高新技术和器件、其中的关键无滚器件是波分复用器，即分波器.合波器。要进一步实现DWDM组网，则涉及到OADM，OXC等无源器件的开发。本文对这些无源器件的结构和工作原理作一论述。
2、工作参数介绍：
在DWDM系统中、器件的性能会给系统会带来一系列的影响.这里首先对D WDM中的无源器件的主要参数指标作一个介绍。
2.1插入损耗
指器件给系统带来的功率损耗。系统中器件的插入损耗包括两个方面。一个是器件本身存在的固有损耗.另一个就是由于器件的接人在光纤线路连接点上产生的连接损耗。插入损耗值越小则对系统越有利。应该注愈的是，插入损耗不是一个恒定值、而是光波长的函数，因此在使用时我们必须了解披长变化时捅入损耗的相应变化，即器件
的波长响应(谱响应)。此外，对于多信道器件，信道插入损耗不均匀度也是一个很重要的参数，一般来说，系统要求器件对于各信道有相同的损耗，即要求信道擂插入损耗不均匀度越，越好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第8章 光通信无源器件技术
光无源器件是信息光电子技术，特别是光纤通信设备的重要组成部分，也是光纤传感和其他光纤应用领域不可缺少的光器件，其工作原理遵守光线理论和电磁波理论，各项技术指标、计算公式、测试方法等与纤维光学、集成光学息息相关。在光纤通信向宽带、大容量、高速率发展的今天，光无源器件技术的重要性将更加突出，一种新型器件有关技术的解决往往会有力地促进光纤通信的进步，有时甚至使其跃上一个新台阶。
8.1 光纤连接器
在安装任何光纤系统时，都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来，以实现光路的接续，保证光纤网络90%以上的光通过。接续分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。
8.1.1 连接器主要指标
连接器指标有插入损耗(简称插损)、回波损耗(简称回损)、谱损耗、背景光耦合、串扰、带宽等等很多，其中但最重要的为插损和回损，对于活动光纤连接器还有重复性和互换性。
1． 插损
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：
)(lg 100
1dB P P IL −= (8-1) 其中IL 为插损，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 。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。
0P 1P 2． 回损
回损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。它会引起激光器相对强度噪声、非线性啁啾及激射飘移等，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 100
dB P P RL r −= (8-2)
245
其中，RL 为回损，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影响。其典型值初期要求应不小于25dB ，现要求不小于38dB 。
0P r P 3． 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的任意互换或有条件互换的性能指标，可以考核连接器结构设计和加工工艺的合理性，也是表明连接器实用化的重要标志，用户和厂家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。
8.1.2 影响插入损耗的各种因素
1． 纤芯错位损耗
由于纤芯横向错位(如图8-1a)引起的损耗。它是连接损耗的重要原因。
芯径2a 的渐变型折射率多模光纤在模式稳态分布时，其错位d 引起的损耗表示为：
])/(35.21log[102sin 24111lg 102122a d a d a d a d IL d −−≈⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡−−−−=−ππ (8-3) 单模光纤的传输模为束半径w 的高斯分布，其错位d 引起的损耗由下式表示：
2)/()/(34.4lg 102w d e IL w d d ≈−=− (8-4)
其中： a V V w ⎟⎠
⎞⎜⎝⎛
++=62/3879.2619.165.0 若取多模渐变型光纤μm 、502=a %1=Δ，单模光纤102=a μm 、，令错位损耗为0.1dB ，则可算得多模渐变型光纤的横向错位为2.46μm 、单模光纤为0.72μm 。图8-1(b)是同样结构参数下实际光纤横向错位统计平均值，从中查得0.1dB 错位损耗对应多模渐变型光纤横向错位3μm 、单模光纤0.8μm 。可见理论与实践符合良好。
%3.0=
Δ
(a) 纤芯错位 (b) 损耗曲线
图8-1 纤芯错位损耗
246
由于两光纤轴线的角度倾斜θ (如图8-2a)而引起在连接处的光功率损耗。
多模渐变光纤在模式稳态分布时，倾斜损耗为：
⎟⎠⎞⎜⎝
⎛−−=..21lg 10A N IL πθθ (8-5) 单模光纤为：
()
22)/(1lg 10λθπθw n IL −−= (8-6)
图8-2(b)为倾斜损耗曲线，其中倾斜角度θ 用弧度表示，包层折射率，波长455.12=n μm 31.1=λ。可见，若要求倾斜损耗小于0.1dB ，在模式稳态分布时，多模渐变型光纤在模式稳态分布时倾斜角应小于，单模光纤小于。事实上在生产中倾斜角度一般可控制在以内，因而倾斜损耗常可以忽略不计。 D 70.D 30.D 10
.
(a) 光纤倾斜 (b) 倾斜损耗曲线
图8-2 光纤倾斜损耗 3． 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。
多模渐变光纤在模式稳态分布时，端面间隙损耗为：
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ−−=0141lg 10an Zn IL Z (8-7) 式中，n 0为空气折射率，Z 为端面间隙。
单模光纤端面间隙Z 引起的损耗为： ()[122221lg 10−+−=w n Z IL Z πλ] (8-8)
当，46.11=n 455.12=n ，31.1=λμm ，25=a μm 时，可以算出，1=Z μm 的端面间隙损耗，对于多模渐变折射率光纤为0.006dB ，单模光纤为0.089dB ，因而只要端面间隙控制在1μm 之内，端面间隙损耗即可忽略不计。这一点目前工艺可以保证。
247
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，表示为：
220101)1()(4lg 10⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛+−=n n n n IL f (8-9)
在前述参数选取下，菲涅耳反射损耗为0.32dB 。
5． 芯径失配损耗
当光从纤芯半径为a 1的光纤射向纤芯半径为a 2(12a a <)的光纤时导致的损耗。 多模光纤芯径失配损耗表示为
212)lg(10a a IL a −= (8-10)
单模光纤的芯径失配损耗为
2
2122212lg 10⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+−=w w w w IL a (8-11)
图8-3为单模光纤纤芯失配损耗曲线。
6． 数值孔径失配损耗
当光从数值孔径为N .A .1的光纤射向数值孔径为N .A .2 (N .A .2< N .A .1)的光纤时导致的损耗称为数值孔径失配损耗，表示为
212)../..lg(10A N A N IL NA −= (8-12)
图8-4为单模光纤数值孔径失配损耗曲线。
图8-3单模光纤纤芯失配损耗曲线 图8-4单模光纤数值孔径失配损耗曲线 除了上述6种因素外，光纤端面的不光滑、不平整、与轴线不垂直等都会产生耦合损耗。这种种因素不仅影响光纤插入损耗，而且影响连接器的重复性和互换性，因而在连接器设计和制作时必须针对以上各种因素进行优化设计并提高加工精度，以期连接损耗最小，并且同时提高器件的重复性和互换性指标。
248