第三章光无源器件
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FC型，S第C三章型光无，源器S件 T型 精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
活动连接器有代表性且正在使用的其它几种结构形式。
图3.4 双锥结构
图3.5 V形槽结构
图3.6 球面定心结构
第三章光无源器件图3.7 透镜耦合结构
去44页
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
第三章 光无源器件
➢光无源器件是光路的重要组成部分。
➢光无源器件与电无源器件有许多相似之处，电无源器 件如插头、开关、电容、电阻、电感等，是电路的重 要组成部分。常见的光无源器件有光纤连接器、光纤 耦合器、光波分复用器/解复用器、光隔离器、光开关、 光衰减器、光调制器、光偏振控制器、光交叉连接器 等等。
➢ 目前，活动连接器有代表性且正在使用的结构有以下几种。
图3.1 套筒结构
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
套筒结构的核心是插针与套筒。 ➢ 插针是一个带有微孔的精密圆柱体，其结构和主要尺寸如图
3.2所示。
插针的精度要求：
➢ 外径不圆度小于0.0005mm；
➢ 外圆柱面光洁度为 1 4 ；
越好。
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器 (3) 重复性和互换性
• 重复性是指光纤活动连接器多次插拔后，插入损耗 的变化范围，用dB表示。
• 互换性是指连接器各部件互换时，插入损耗的变化， 也用dB表示。
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.2 光纤固定连接器
➢ 微孔偏心量小于 1μm；
➢ 插针端面为球面，其曲率半径
图3.2 插针的结构与主要尺寸
第三章光无源器件
为20 ~ 60 mm。
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
套筒是与插针相配合的零件，它有两种结构，如图3.3所示。
图3.3 套筒的结构与尺寸
➢ 套筒的精度要求是：内孔光洁度为 1 4；拔插力为3.92 ~ 5.88 N。 ➢ 开口套筒使用弹性好的材料，如磷青铜、铍青铜、氧化锆陶瓷
2．光纤活动连接器的组成部分
➢光纤活动连接器结构上差别很大，品种也很多，但按功能可分 成如下几部分：
(1) 连接器插头(Plug Connector)：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，由插针体和若干外部零件组成。
(2) 转换器或适配器(Adapter)：即插座（法兰盘），将光纤插头
连接在一起，使光纤接通的器件。可以连接同型号插头，也可以
连接不同型号插头，可以连接一对插头，也可以连接几对插头或
多芯插头。
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
• (3) 变换器(Converter)：将某一型号的插头变换成另一型 号的插头，由一种型号的转换器加上另外其他型号的插头 组成。
图3.11 光纤纤芯端面
图3.12 光纤参数
第三章光无源器件
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3.1.1 光纤活动连接器
(2) 回波损耗
• 回波损耗又称为后向反射损耗，是指光纤连接处，后向反射 光功率相对入射光功率的分贝数，其表达式为
RL(1d0 B)lg(3P .r4)/Pin
式中， 为P i n输入光功率； 为P后r 向反射光功率。回波损耗越大
• (4) 光缆跳线(Cable Jumper)：一根光缆两端面装上插头， 称为跳线。两个插头的型号可以不同，可以是单芯的，也 可以是多芯的。
• (5) 裸光纤转换器(Bare Fiber Adapter): 将裸光纤与光源、 探测器及各种光仪表连接的器件。将裸光纤穿入转换器， 处理好光纤端面，形成一个插头。
➢光无源器件遵守光学的基本理论，即光线理论和电磁 场理论。
第三章光无源器件
第三章 光无源器件
3.1 光 纤 连 接 器 3.2 光纤耦合器 3.3 光波分复用/解复用器 3.4 光隔离器 3.5 光 开 关
第三章光无源器件
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3.1 光纤连接器
➢ 光纤连接器是把两个光纤端面连接在一起，以实现光纤与 光纤（或其它器件）之间可拆卸（或永久性）连接的器件， 是光纤系统中使用量最多的器件。
•B. 端面反射 在两个光纤端面之间，由于存在不同的介质（如 空气），光在介质之间多次反射，产生损耗，称为菲涅耳反射 引起的损耗，其表达式为
ILf
10lg
16K2 (1K)4
(3.2)
式中，K=n1/n0。当n0=1, n1 =1.46时，ILf 0.32。dB
图3.第9 三端章面光无反源射器件
其它无 源器件
有源 器件
光纤 光纤
第三章光无源器件
仪表
其它 系统
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3.1 光纤连接器
1
3.1.1 光纤活动 连接器
2
3.1.2 光纤固定 连接器
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精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
1．工作原理及基本结构
➢ 光纤活动连接器基本上是采用某种机械和光学结构，使两根光 纤的纤芯对接，保证95％以上的光能通过连接器。
越好。
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
➢ 影响光纤活动连接器插入损耗的因素很多，现简 述如下：
• A. 两个光纤纤芯位置的错位，如图3.8所示。 实际有三种情况，即横向错位、角度倾斜和端面间隙。
图3.8 光纤纤心位置第的三错章位光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
•C. 两根光纤纤芯直径不同，也会导致光纤连接器损耗。
图3.10 光纤纤心直径不同
L
10
lg
a1 a2
2 ,
a1 a2
0 ,
a1 a2
(3.3)
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
•D. 其它因素导致的连接器插入损耗
➢光纤固定连接器的作用是使一对或几对光纤之间永久性的连接。
第三章光无源器件
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3.1.1 光纤活动连接器
3．主要性能指标 (1) 插入损耗
• 插入损耗是指光信号通过活动连接器后，输出光功率相对输 入光功率的分贝数，其表达式为
IL(1 d0 Bl)gP out/P in (3.1)
式中， P为i n 输入光功率； 为P o u输t 出光功率。插入损耗 越小
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3.1.1 光纤活动连接器
活动连接器有代表性且正在使用的其它几种结构形式。
图3.4 双锥结构
图3.5 V形槽结构
图3.6 球面定心结构
第三章光无源器件图3.7 透镜耦合结构
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3.1.1 光纤活动连接器
第三章 光无源器件
➢光无源器件是光路的重要组成部分。
➢光无源器件与电无源器件有许多相似之处，电无源器 件如插头、开关、电容、电阻、电感等，是电路的重 要组成部分。常见的光无源器件有光纤连接器、光纤 耦合器、光波分复用器/解复用器、光隔离器、光开关、 光衰减器、光调制器、光偏振控制器、光交叉连接器 等等。
➢ 目前，活动连接器有代表性且正在使用的结构有以下几种。
图3.1 套筒结构
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3.1.1 光纤活动连接器
套筒结构的核心是插针与套筒。 ➢ 插针是一个带有微孔的精密圆柱体，其结构和主要尺寸如图
3.2所示。
插针的精度要求：
➢ 外径不圆度小于0.0005mm；
➢ 外圆柱面光洁度为 1 4 ；
越好。
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3.1.1 光纤活动连接器 (3) 重复性和互换性
• 重复性是指光纤活动连接器多次插拔后，插入损耗 的变化范围，用dB表示。
• 互换性是指连接器各部件互换时，插入损耗的变化， 也用dB表示。
第三章光无源器件
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3.1.2 光纤固定连接器
➢ 微孔偏心量小于 1μm；
➢ 插针端面为球面，其曲率半径
图3.2 插针的结构与主要尺寸
第三章光无源器件
为20 ~ 60 mm。
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3.1.1 光纤活动连接器
套筒是与插针相配合的零件，它有两种结构，如图3.3所示。
图3.3 套筒的结构与尺寸
➢ 套筒的精度要求是：内孔光洁度为 1 4；拔插力为3.92 ~ 5.88 N。 ➢ 开口套筒使用弹性好的材料，如磷青铜、铍青铜、氧化锆陶瓷
2．光纤活动连接器的组成部分
➢光纤活动连接器结构上差别很大，品种也很多，但按功能可分 成如下几部分：
(1) 连接器插头(Plug Connector)：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，由插针体和若干外部零件组成。
(2) 转换器或适配器(Adapter)：即插座（法兰盘），将光纤插头
连接在一起，使光纤接通的器件。可以连接同型号插头，也可以
连接不同型号插头，可以连接一对插头，也可以连接几对插头或
多芯插头。
第三章光无源器件
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3.1.1 光纤活动连接器
• (3) 变换器(Converter)：将某一型号的插头变换成另一型 号的插头，由一种型号的转换器加上另外其他型号的插头 组成。
图3.11 光纤纤芯端面
图3.12 光纤参数
第三章光无源器件
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3.1.1 光纤活动连接器
(2) 回波损耗
• 回波损耗又称为后向反射损耗，是指光纤连接处，后向反射 光功率相对入射光功率的分贝数，其表达式为
RL(1d0 B)lg(3P .r4)/Pin
式中， 为P i n输入光功率； 为P后r 向反射光功率。回波损耗越大
• (4) 光缆跳线(Cable Jumper)：一根光缆两端面装上插头， 称为跳线。两个插头的型号可以不同，可以是单芯的，也 可以是多芯的。
• (5) 裸光纤转换器(Bare Fiber Adapter): 将裸光纤与光源、 探测器及各种光仪表连接的器件。将裸光纤穿入转换器， 处理好光纤端面，形成一个插头。
➢光无源器件遵守光学的基本理论，即光线理论和电磁 场理论。
第三章光无源器件
第三章 光无源器件
3.1 光 纤 连 接 器 3.2 光纤耦合器 3.3 光波分复用/解复用器 3.4 光隔离器 3.5 光 开 关
第三章光无源器件
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3.1 光纤连接器
➢ 光纤连接器是把两个光纤端面连接在一起，以实现光纤与 光纤（或其它器件）之间可拆卸（或永久性）连接的器件， 是光纤系统中使用量最多的器件。
•B. 端面反射 在两个光纤端面之间，由于存在不同的介质（如 空气），光在介质之间多次反射，产生损耗，称为菲涅耳反射 引起的损耗，其表达式为
ILf
10lg
16K2 (1K)4
(3.2)
式中，K=n1/n0。当n0=1, n1 =1.46时，ILf 0.32。dB
图3.第9 三端章面光无反源射器件
其它无 源器件
有源 器件
光纤 光纤
第三章光无源器件
仪表
其它 系统
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3.1 光纤连接器
1
3.1.1 光纤活动 连接器
2
3.1.2 光纤固定 连接器
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3.1.1 光纤活动连接器
1．工作原理及基本结构
➢ 光纤活动连接器基本上是采用某种机械和光学结构，使两根光 纤的纤芯对接，保证95％以上的光能通过连接器。
越好。
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
➢ 影响光纤活动连接器插入损耗的因素很多，现简 述如下：
• A. 两个光纤纤芯位置的错位，如图3.8所示。 实际有三种情况，即横向错位、角度倾斜和端面间隙。
图3.8 光纤纤心位置第的三错章位光无源器件
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3.1.1 光纤活动连接器
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3.1.1 光纤活动连接器
•C. 两根光纤纤芯直径不同，也会导致光纤连接器损耗。
图3.10 光纤纤心直径不同
L
10
lg
a1 a2
2 ,
a1 a2
0 ,
a1 a2
(3.3)
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
•D. 其它因素导致的连接器插入损耗
➢光纤固定连接器的作用是使一对或几对光纤之间永久性的连接。
第三章光无源器件
精密仪器与光电子工程学院
3.1.1 光纤活动连接器
3．主要性能指标 (1) 插入损耗
• 插入损耗是指光信号通过活动连接器后，输出光功率相对输 入光功率的分贝数，其表达式为
IL(1 d0 Bl)gP out/P in (3.1)
式中， P为i n 输入光功率； 为P o u输t 出光功率。插入损耗 越小