光器件常识

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• 通常光纤连接器在护套上使用不同的颜色来区分不同的端面类型,APC 端面的保护套通常为绿色。
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光纤连接器介绍提问:
问题:不同的端面接触方式是否可以混插使用?
注意:通常只有端面类型相同、孔径相同的光纤跳
纤可以对接。如不同端面类型或不同孔径的光纤跳纤对 接,通常会增加额外的损耗、甚至损伤光纤连接头。
适配器特性:
兼容性好 陶瓷或青铜套管 性能指标: 插入损耗:<±0.2dBm 抗张力:200-600克 机械耐久性:500次 工作温度:-40℃到+85℃
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.1.1 LC光纤连接器
LC连接器: 采用插针和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半。这样可以提高光纤 配线架中光纤连接器的密度。“Lucent Connector”朗讯连接器,由朗讯先 开发出来的,其特点是“锁紧”,耐拉,损耗仅为0.1dB,被广泛应用于LAN、 WAN和有线电视网络中。 适配器特性: 兼容性好 陶瓷或青铜套管 卡锁插接 性能指标: 插入损耗:<±0.2dBm 抗张力:200-600克 机械耐久性:500次 工作温度:-40℃到+85℃
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2.1.1 光纤连接器
两端类型不同的连接器:SC-LC;FC-SC
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2.1.1 光纤连接器端面
端面类型分类: ➢PC(UPC)型:端面接触面为球面,接触面集中在端面的中央部分; ➢APC型:接触端的中央部分仍保持PC型的平面,但端面的其它部分加工
成斜面,使端面与光纤轴线的夹角小于90度,一般采用斜8度 角,这样可以增加接触面积,使光耦合更加紧密。可以保证很好 的回波损耗。
B类为单模光纤
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1.2.1 单模光纤
➢单模光纤(Single-mode Fiber): 当光纤的几何尺寸(主要是芯径)较小,与光波长在同一数量级,如芯径在5~10微米
范围,光纤只允许一种模式(基模)在其中传播,其余的高次模全部截止,这样的光纤 称为单模光纤。光在单模光纤中的传播轨迹,简单地讲是以平行于光纤中心轴线的形 式以直线方式传播,如图:
d2 d1 d2
因为光在单模光纤中仅以一种模式(基模)进行传播,其余的高次模全部截止,从 而避免了模式色散的问题,故单模光纤特别适用于长距离传输。
一般光纤用黄色表示,接头和保护套为蓝色;传输距离较长。内部光纤芯径较细,
通常为9um 。
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1.2.2 多模光纤
➢多模光纤(Multi-mode Fiber): 多模光纤就是允许多个路径(称为模)的光在其中传输。
一般光纤用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色;传输 距离较短。内部光纤芯径较细,常用的为50um或62.5um两种。
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2. 认识光器件
2.1 无源光器件
对无源光器件的定义,可以大致这样理 解,不发光,不感光的光器件为光无源 器件,它只是完成对光信号的透射或反 射功能。(这个定义不准确,大致可以 这样理解)。
力; ② 擦拭完成后,放置数秒,以让酒精充分挥发。 ③ 待酒精挥发后,再将光纤插入法兰或戴上保护帽。 ④ 不可用水,或除酒精外的其他液体擦拭光纤。 ⑤ 不可使用普通纸张、或衣物等擦拭光纤端面。 ⑥ 已擦拭过的无尘纸或无纺布,不可重复使用。 ⑦ 在户外或某些情况下,可以不使用酒精,直接使用无尘纸擦拭。
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2.1.1 光纤连接器
光纤连接器(光纤跳线)类型:
➢ 根据接头(跳线)形状可分为: FC、SC、LC等;
➢ 根据插芯端面接触方式可分为:PC、UPC、APC等;
命名方式:SC/PC、SC/APC(跳线类型/端面类型) 常用举例:FC/APC 、FC/PC、SC/APC、SC/PC等等。
• 随着公司光产品的增多,我们也逐渐有了一些大功率 的光设备,比如CWDM设备的合波口,它将多路激光 合在一起,16波时激光强度最大为15dBm,我们也开 发了光放大设备它的发射光功率为15dBm-17dBm,此 类激光安全等级为class 3B。对此类激光需特别注意。
• 右图为激光安全标识,对标记有此标识的区域或物品, 需注意激光安全。
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3.2 光纤跳纤的正确使用规范
• 3)当光纤线已连接于设备时,不要 扭绞光纤线。
• 4)在连接光纤线时,注意光连接 头应垂直插入光连接插座,不要有 倾斜的角度。还有,光连接头连接 好时,白色部分应全部插入光插座 内。
未清洁的光纤端面
手擦拭过后的光纤端面
水和纸巾擦拭过后光纤 毛衣擦拭过后的光纤端 使用脱脂棉和水擦拭过
端面

的光纤端面
无水酒精和无尘纸擦拭 后的光纤端面
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3.1 光纤清洁
光器件是精密元件,对无尘要求较高,进入光器件生产区域,需经过专门的 去静电或除尘设备。光器件生产区域,应保证干净整洁,定期清理。 光纤端面,由于经常暴露于空气中、或由于手及其杂物碰触,导致光纤接头 的损耗增大,影响传输质量。此时需要擦拭光纤端面,祛除表面杂质和灰尘。 只有正确的擦拭光纤,才能祛除杂质和灰尘,否则可能不但不能祛除灰尘, 反而损坏光纤端面, 清洁步骤如下: ① 使用专用光纤清洁纸或无纺布,蘸适量酒精,轻轻擦拭光纤端面,不可用
当光纤的几何尺寸(主要是芯径)远大于光波波长时(约1微米),光纤传输的过程 中会存在着几十种乃至几百种传播模式。这样的光纤称为多模光纤。 光在阶跃折射率多模光纤中传播轨迹及光在渐变折射率多模光纤中传播轨迹如图所示:
d2 d1
d2 d1
由于不同的传播模式具有不同的传播速度与相位,因此经过长距离传输之后会产生 时延,导致光脉冲变宽,这种现象称为模式色散。模式色散会使多模光纤的带宽变窄, 降低了其传输容量,因此多模光纤仅适用于短距离的光纤通信。
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2.2.2 光收发一体模块
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双纤
单纤
SFP
SFF
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2.3 光器件使用安全
• 国际电子技术委员会IEC(International Electrotechical Commission) 通过波长及照射时间差异造成的危害,按激光输出功率的大小对 激光等级划分为Class1, Class2, Class3A, Class3B, Class4 五个等级。
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2.1.1 SC光纤连接器
SC连接器:
标准连接器(Subscriber Connector)由日本NTT研制,已经在光 纤连接领域长期使用,其端面多采用PC或APC型研磨方式;紧固 方式是采用插拔销闩式,不需旋转。此类连接器价格低廉,插拔 操作方便,介入损耗波动小,抗压强度较高,损耗大约0.15dB, 损耗很小。
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3.1 光纤清洁
光纤清洁规范:
1、每次使用光纤均需使用光纤放大镜查看光纤端面。如不符合清洁要求, 需执行光纤端面清洁操作。
2、插拔过的尾纤或光纤跳线,如短期内不再使用,需立刻盖好光头帽或光 纤保护套。
3、对清洁后无法达到洁净和损伤要求的,需立即报废。
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3.2 光纤跳纤的正确使用规范
3.2.1光放大器
光放大器有多种,目前我公司仅使用了1种,叫掺饵光纤放大器,也叫 EDFA。由于目前激光器的发射光功率通常为0dBm左右,这使得传输距 离收到很大的限制,使用光放大器,可将发射光功率提高到15dBm左右。
3.2.2光收发一体模块
光收发一体模块,内部含有激光器和光电二极管。目前我公司使用光收 发一体模块种类繁多。根据结构封装来划分,主要有1*9和SFP(Small Form pluggable)两类,此外SFF(small Form Factor)和2*9也有少量使用。
等级 Class1
Class2
危害
对人体无任何危险,用眼睛直视也不会损害眼睛 不可长时间直视激光束
Class3A/Class3B 直视光束会造成眼睛损伤
Class4
不但其直射光束及镜式反射光束对眼和皮肤损伤 ,散 射光也会对人体造成伤害
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3.3 光器件使用安全
• 目前我们所使用的激光器都是满足激光安全等级1的要 求,该类激光器对人不会造成伤害,但尽管这样,我 们仍需严格遵守上面的规定,养成良好的激光安全习 惯和培养激光安全的意识,对生产和测试人员有益无 害。
在光纤跳纤的使用中,除需注意光纤端面清洁问题外,还有一个比较容易被 忽略的问题,那就是光纤的操作: • 1)光连接头与光纤线连接部分的弯折半径不要小于30 mm,这是所容许
的最小弯折半径。
• 2)避免对光纤线施加8.2kg或更大的拉力,哪怕是瞬间的超出范围的拉力, 都可能对光纤造成永久的损坏。
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注意:永远不要让光纤尾部正对你的眼睛,永远不要向光 纤里面看,不要直接或使用仪器看光纤尾部。激光 是不可见的,并可能会对人眼造成永久伤害。
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3.1 光纤清洁
光纤清洁必备工具: • 1、专用光纤清洁用无尘纸或无纺布。 • 2、无水酒精,浓度为99.9%以上,配合脱脂棉球擦拭 。 • 3、光纤端面放大镜。
光器件常识
主要内容
1. 光纤结构及分类 2. 认识光器件(重点) 3. 光器件的清洁及使用习惯 (重点) 4. 光的几个常用概念介绍 5. 常用仪器仪表介绍 (重点) 6. 附录
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1.1 光纤结构
光纤呈圆柱形,它由纤芯、包层与涂敷层三大部分组成 如图:
涂层
包层
n2
d2
d1
纤芯
n1

PC(UPC)
APC
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3.1.2 SC适配器(法兰)
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2.1.2 LC适配器
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2.1.2 FC适配器
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2.1.2 FC-SC适配器
连接器/适配器(法兰Flange): • SC型:单模PC、UPC为蓝色,多模PC、UPC为米色或蓝色; APC为绿色; • LC型:单模PC、UPC为蓝色,多模PC、UPC为米色; • FC型:单模PC、UPC为黑色或蓝色, 多模PC、UPC为黑色; APC为绿色。
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2.1.1 FC光纤连接器
FC连接器: (Ferrule Connector)日本NTT研制采用金属螺纹连接结构,紧固方式为 螺丝扣。最早,FC类型的连接器,采用对接端面是平面接触方式(FC)。 此类连接器结构简单,操作方便,制作容易,但光纤端面对微尘较为敏感, 容易产生反射,提高回波损耗性能较为困难。后来,对该类型连接器做了 改进,采用对接端面呈球面的插针(PC),而外部结构没有改变,使得插 入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。 适配器特性: 兼容性好 陶瓷或青铜套管 性能指标: 插入损耗:<±0.2dBm 抗张力:200-600克 机械耐久性:500次 工作温度:-40℃到+85℃
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2.1.3 光纤衰减器
衰减器种类很多,下面只简单介绍我们常用的几种: • 1、阴阳式衰减器(也叫插头式) • 2、双阴式衰减器(也叫适配器型) • 3、可调式衰减器
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2.2 有源光器件
有源光器件,可以认为是那些发光或感光的器件。
包括:激光器、光电二极管、光放大器等。
➢ 涂敷层 光纤的最外层是由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成的涂敷层,其作用是增加光纤的 机械强度与可弯曲性。
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1.2 光纤类型
依据国际电工委员会标准(IEC)光纤分类按照光纤所用材料、折射率、色 散波长等要素将光纤分为A、B两类:
A类为多模光纤
➢ 多模阶跃折射光纤(基本不用) ➢ 多模渐变折射光纤
包层
n2
涂层
➢ 纤芯(导光作用) 纤芯位于光纤的中心部位,其成份是高纯度的二氧化硅,此外还掺有极少量的掺 杂剂(如二氧化锗,五氧化二磷),其作用是适当提高纤芯对光的折射率。
➢ 包层(保证全反射) 包层位于纤芯的周围,其成份也是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。而掺杂 剂(如三氧化二硼)的作用则是适当降低包层对光的折射率,使之略低于纤芯的 折射率。

APC
PC/UPC
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2.1.1 光纤连接器端面
目前公司使用:
• 端面类型为PC(球面)和APC(斜面)端面的光纤连接器。不同端面形式 的光纤连接器在连接时,光学特性略有不同。通常PC最为常用,其加工 简单。APC比较少用,端面为斜面,加工略复杂,主要是针对一些大功 率的激光传输和单纤双向的传输系统应用,它可以很好的降低光反射。
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