有源光器件和无源光器件区别及基础
浅谈光纤通信有源器件与无源器件
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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。
2光有源器件2.1光有源器件简介光有源器件是光纤通信重要的核心器件之一,受到人们普遍的重视和关注。
目前光纤通信领域应用的光有源器件主要有光源(量子阱激光器(QWLD),垂直腔面发射激光器(VCSEI.),量子点激光器(QDI,D)、多波长激光器等),光探测器(光电子二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)等),光调制器(妮酸锉(LiNb03)调制器等。
教你一秒识别有源器件和无源器件!
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教你一秒识别有源器件和无源器件!(建议收藏)经常有人问猎哥,XX是有源器件还是无源器件?所以,哪些是有源器件,哪些是无源器件呢?那么,今天就一起来了解下吧。
有人说:有源器件即只有在有电源的情况下才能工作的元器件,或者说此种元器件工作时需要电源。
无源器件即在没有电源的情况下也可以工作,即它工作时不需要电源。
这种说法对吗?当然不对了!我们首先要明确的一点是,只要是电子元器件,要工作必然需要电源,没有电源如何工作?所谓有源和无源的区别就在于要正常工作时是否需要外加电源。
通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件,如三极管。
而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件。
有源器件要正常工作,除了本身功能回路中的电能外,还需要另外给它提供正常工作电源,例如三极管、场效应管、大部分饱含晶体管的集成电路等。
有源器件一般用来信号放大、变换等,在工作时会产生各种谐波,使输出失真,集成IC、模块等都是有源器件。
无源器件正常工作时,不需要另外给它提供电源,在工作时不会产生谐波,只会产生噪音和相移;无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。
容、阻、感都是无源器件。
一、简单定义1、无源器件的基本定义如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。
从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
2、有源器件的基本定义如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。
二、常见的无源电子器件电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。
有源元件和无源元件的区别
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有源元件和无源元件的区别简单地讲就是需能(电)源的器件叫有源器件,无需能(电)源的器件就是无源器件。
有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。
容、阻、感都是无源器件,IC、模块等都是有源器件。
(通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件,如三极管。
而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件)1. 无源器件的简单定义如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。
从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
2. 有源器件的基本定义如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。
一.常见的无源电子器件电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。
1.电路类器件(1)二极管(diode)(2)电阻器(resistor)(3)电阻排(resistor network)(4)电容器(capacitor)(5)电感(inductor)(6)变压器(transformer)(7)继电器(relay)(8)按键(key)(9)蜂鸣器、喇叭(speaker)(10)开关(switch)2.连接类器件(1)连接器(connector)(2)插座(shoket)(3)连接电缆(line)(4)印刷电路板(pcb)二.常见的有源电子器件有源器件是电子电路的主要器件,从物理结构、电路功能和工程参数上,有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。
1.分立器件(1)双极型晶体三极管(bipolar transistor),一般简称三极管,bjt(2)场效应晶体管(field effective transistor)(3)晶闸管(thyristor),也叫可控硅(4)半导体电阻与电容——用集成技术制造的电阻和电容,用于集成电路中。
有源和无源的区别
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简单地讲就是需能(电)源的器件叫有源器件,有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”;无需能(电)源的器件就是无源器件。
容、阻、感都是无源器件,不用电源就能显示其特性的就叫无源元件。
IC、模块和三极管等都是有源器件,通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件。
无源器件的简单定义如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。
从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
(3)常见的无源电子器件电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。
1.电路类器件二极管(diode)、电阻器(resistor)、电阻排(resistor network)、电容器(capacitor)、电感(inductor)、变压器(transformer)、继电器(relay)、按键(key)、蜂鸣器、喇叭(speaker)、开关(switch)2.连接类器件连接器(connector)、插座(shoket)、连接电缆(line)、印刷电路板(pcb)有源器件的基本定义如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。
有源器件是电子电路的主要器件,从物理结构、电路功能和工程参数上,有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。
1.分立器件双极型晶体三极管(bipolar transistor),一般简称三极管,bjt、场效应晶体管(field effective transistor)、晶闸管(thyristor),也叫可控硅、半导体电阻与电容——用集成技术制造的电阻和电容,用于集成电路中。
无源器件和有源器件概念及常见分类技术
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无源器件和有源器件概念及常见分类天缘博客有硬件应用这个栏目,但是很少有硬件知识总结,今天再来一篇,不知道天缘网友有多少做过硬件设计的,当然了硬件里还分数字和模拟,在大公司里还要细分,比如模拟还分高低频、前端后端模块、布板等,数字还分DSP、逻辑CPLD等等,实际上硬件比软件更有意思,对硬件感兴趣的网友可以看看,天缘博客今后一段时间仍会以系统、软件应用为重点,穿插一些硬件基础文章,必要的时候,也会跟网友一同关注硬件设计。天缘之前写过一篇关于dB知识的文章《dB、dBm、dBc、dBi、dBd 单位的区别与比较》,本文似乎算是第二篇纯硬件类,从整体上介绍一下硬件器件的常见分类:有源和无源知识。一、无源器件和有源器件概念无源器件(Passive Device)是指工作时不需要外部能量源(Source Energy)的器件。有源器件(Active Device)则是指工作时需要外部能量源(Source Energy)的器件,该器件有个输出,并且是输入信号的一个函数。备注:1、有源器件和无源器件都是翻译名称,实际上从英文名称更好理解,Active表示活跃、主动、可变之意,而Passive器件则有被动、消极等意思。2、以上说的能量源并不只是指电源,也可能指光、波等,都是天缘根据自己理解下的定义,跟网上的一些说法可能有所出入。二、常见有源器件分立器件:LED二极管(LED)、三极管(Transistor)、场效应管(Field Effective Transistor,FET)、可控硅(SCR)等。模拟集成电路:模拟乘法器(Analog multiplier)、模拟除法器(Analog divider)、模拟开关(Analog Switches)、比较器(Comparator)、控制电源(Controlled Power)、指数放大器(Index Amplifier)、集成运放(Integrated Operational Amplifier)、对数放大器(Logarithmic Amplifier)、稳压器(Regulators)、功率放大器(Power Amplifier,PA)、锁相环(Phase Lock Loop,PLL)、发射器(Transmitter)、波形发生器(Waveform Generator)等。数字集成电路:编码器(Encoder)、比较器(Comparator)、计数器(Counter)、译码器(Decoder)、驱动器(Driver)、逻辑门(Logic Gate)、触发器(Trigger)、寄存器(Register)、可编程逻辑器件(PLD)、单片机(Single-Chip Microcomputer ,SCM)、DSP(Digital Signal Processor,DSP)等。三、常见无源器件电路器件:蜂鸣器(Buzzer)、电容(Capacitor)、理想二极管(Diode)、电阻器(Resistor)、电感(Inductor)、按键(Key)、无源滤波器(Passive Filter)、排阻(Resistor Arrays)、继电器(Relay)、变压器(Transformer)、扬声器(Speaker)、开关(Switch)等。连接器件:连接器(Connector)、电线电缆(Wire)、光纤(Optical Fiber)、印刷电路板(PCB)、插座(Socket)等。四、补充微波类有源和无源器件微波有源器件有:低噪放、移相器、混频器、倍频器、有源滤波器等。微波无源器件有:隔离器、双工器、环行器、耦合器、滤波器、避雷器、功分器、合路器、功率负载等。——由于职业、专业关系,光器件类除了普通的收发模块和单多模光纤、传输距离等几个概念,其它的暂时了解不多,如幸遇到光学专业的网友欢迎赐教。。
无源与有源元件的区别
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简单地讲就是需能(电)源的器件叫有源器件,无需能(电)源的器件就是无源器件。
有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。
容、阻、感都是无源器件,IC、模块等都是有源器件。
(通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件,如三极管。
而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件)
1.无源器件的简单定义
如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,不依靠外加电源(直流或交流)的存在就能独立表现出其外特性的器件就是无源器件。
从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
无源元件主要是电阻类、电感类、电容类、射频隔离器、射频环行器元件,它的共同特点是在电路中无需加电源即可在有信号时工作。
2.有源器件的基本定义
如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:
(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。
优译创立于中国深圳市,主要生产的产品:射频隔离器、环形器、衰减器、负载、合路器、功分器、电桥、射频滤波器、放大器等射频微波器件。
有源器件、无源器件、分立器件、集成电路的异同
![有源器件、无源器件、分立器件、集成电路的异同](https://img.taocdn.com/s3/m/4a75e85fc381e53a580216fc700abb68a982ad36.png)
有源器件、无源器件、分立器件、集成电路的异同有源器件、无源器件、分立器件和集成电路是电子器件的四种基本类型,它们在电子领域中具有不同的作用和特点。
在本文中,将对这四种器件的异同进行全面评估,帮助读者更深入地理解它们的内涵和应用。
1. 有源器件有源器件是指需要外部能量源供给的电子器件,例如晶体管和集成电路中的放大器。
有源器件能够在不同的电路中扮演调节信号的角色,从而实现信号放大、调制、解调、幅度限制等功能。
有源器件是电子电路中不可或缺的组成部分,它们对信号的处理起着至关重要的作用。
2. 无源器件相比有源器件,无源器件指的是不需要外部能量源供给的器件,例如二极管和电阻。
无源器件在电路中主要用于对信号的传输和调节,如电流限制和电压降低等。
无源器件通常被用于控制电流和电压,以实现对电路的调节和保护作用。
3. 分立器件分立器件是指将功能完整并能独立使用的器件,如二极管、三极管和场效应管等。
分立器件可以在电路中直接使用,而不需要其他器件的帮助。
分立器件在电子电路设计中具有重要作用,它们可以根据需要独立选择,从而更灵活地实现电路功能。
4. 集成电路集成电路是将多个器件集成在一个芯片中,如微处理器和存储器件。
集成电路可以实现复杂的功能,如计算、存储、控制等,同时占用空间小、功耗低。
集成电路在现代电子设备中得到了广泛应用,它们推动了电子技术的发展,并为人们的生活带来了便利。
个人观点和理解:在电子器件中,有源器件和无源器件分别扮演着信号处理和能量传输的角色,它们互为补充,共同构成了电路的基本部分。
分立器件和集成电路则代表了电子器件的两种不同形态,它们在电子领域中发挥着不同的作用。
我认为,掌握这四种器件的特点和应用是理解电子电路设计的重要基础,也是提升电子技术应用能力的关键。
有源器件、无源器件、分立器件和集成电路各有特点,它们在电子领域中的作用和应用是不可替代的。
希望通过本文的讨论,读者能对这四种器件有更深入的理解,从而更好地应用于实际工程中。
有源元件和无源元件的区别
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有源元件和无源元件的区别1)定义.无源元件:如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件有源元件:如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
简单地讲就是需能(电)源的器件叫有源器件。
无需能(电)源的器件就是无源器件。
2)用途有源器件:有源器件一般用来信号放大、变换等。
无源器件:无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。
3)元件举例。
容、阻、感都是无源器件。
IC、模块等都是有源器件。
(通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件,如三极管。
而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件)。
4)无源元件与有源元件的特点。
1、从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
2、从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全...............................不同,这在电子技术......................的学习过程中必须十分注意。
一.常见的无源电子器件电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。
1.电路类器件(1)二极管(diode)(2)电阻器(resistor)(3)电阻排(resistor network)(4)电容器(capacitor)(5)电感(inductor)(6)变压器(transformer)(7)继电器(relay)(8)按键(key)(9)蜂鸣器、喇叭(speaker)(10)开关(switch)2.连接类器件(1)连接器(connector)(2)插座(shoket)(3)连接电缆(line)(4)印刷电路板(pcb)二.常见的有源电子器件有源器件是电子电路的主要器件,从物理结构、电路功能和工程参数上,有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。
有源和无源的区别
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简单地讲就就是需能(电)源得器件叫有源器件,有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”;无需能(电)源得器件就就是无源器件。
容、阻、感都就是无源器件,不用电源就能显示其特性得就叫无源元件。
IC、模块与三极管等都就是有源器件,通俗得说就就是需要电源才能显示其特性得就就是有源元件。
无源器件得简单定义如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式得电源,则这种器件叫做无源器件。
从电路性质上瞧,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式得其她能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
(3)常见得无源电子器件电子系统中得无源器件可以按照所担当得电路功能分为电路类器件、连接类器件。
1.电路类器件二极管(diode)、电阻器(resistor)、电阻排(resistor network)、电容器(capacitor)、电感(inductor)、变压器(transformer)、继电器(relay)、按键(key)、蜂鸣器、喇叭(speaker)、开关(switch)2.连接类器件连接器(connector)、插座(shoket)、连接电缆(line)、印刷电路板(pcb)有源器件得基本定义如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上瞧,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件与无源器件对电路得工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术得学习过程中必须十分注意。
有源器件就是电子电路得主要器件,从物理结构、电路功能与工程参数上,有源器件可以分为分立器件与集成电路两大类。
1. 分立器件双极型晶体三极管(bipolar transistor),一般简称三极管,bjt、场效应晶体管(field effective transistor)、晶闸管(thyristor),也叫可控硅、半导体电阻与电容——用集成技术制造得电阻与电容,用于集成电路中。
无源EOC与有源EOC的区别
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无源EOC与有源EOC的区别
双向网改造关键技术问题之一
无源EOC与有源EOC的区别
有线电视网络在进行双向网改造的时候,最终入户的解决方案通常是采用电缆接入,EOC(以太网over电缆)是使用最广泛的一种方法,而EOC技术又分无源EOC和有源EOC,下面我们逐步说明一下这两类技术的区别与联系。
一、无源与有源体现在哪个方面
这是第一个需要重点解决的问题,即何谓无源EOC,何谓有源EOC。
终端设备是无源器件,则称之为无源EOC,终端设备是有源器件,则称之为有源EOC。
二、无源EOC如何实现终端器件是无源的
这就要从无源EOC设备的头源设备的工作模式谈起,在无源EOC 设备的头端,输入的数据信号由双极性信号被转换成了单极性信号,原有的以太网数据信号的帧格式和MAC层都没有改变,因为信号没有被调制。
在头端设备中使用了一种名为合路器的设备,将有线电视信号与数据信号合在一起,由于有线电视号是工作在111-860MHz,数据信号在1-20MHz
在头端主要是由二四变换、高/低通滤波两部分实现。
由于采用基带传输,无需调制解调技术,楼道端、用户端设备均是无源设备。
现有的以太网技术是收发共两对线,而同轴电缆在逻辑上只相当
于一对线,所以在无源滤波器中需要进行四线至两线的转换。
基带EOC是利用频用复用技术,将CATV的下行广播信号和IP 数据信号有机地结合在一起,并通过有线电视同轴电缆入户的无源技术。
所谓“基带”是指与以太网数据传输速率相关的主要功率所在的频带。
例如:10Base-T采用曼彻斯特进行信源编码,曼彻斯特码又称数字双相参与或分相码。
有源元件和无源元件的区别
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有源元件和无源元件的区别容易地讲就是需能(电)源的器件叫有源器件,无需能(电)源的器件就是无源器件。
有源器件普通用来信号放大、变换等,无源器件用来举行信号传输,或者通过方向性举行“信号放大”。
容、阻、感都是无源器件,IC、模块等都是有源器件。
(通俗的说就是需要电源才干显示其特性的就是有源元件,如。
而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件)无源器件的容易定义假如元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。
从性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能改变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
有源器件的基本定义假如电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必需要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式彻低不同,这在电子技术的学习过程中必需非常注重。
频繁的无源电子器件电子系统中的无源器件可以根据所承担的电路功能分为电路类器件、衔接类器件。
1、电路类器件(1)(diode)(2)器(resistor)(3)电阻排(resistor network)(4)器(capacitor)(5)(inductor)(6)(transformer)(7)(relay)(8)按键(key)(9)蜂鸣器、喇叭(speaker)(10)开关(switch)2、衔接类器件(1)(connector)(2)插座(shoket)(3)衔接电缆(line)(4)印刷电路板(pcb)频繁的有源电子器件第1页共4页。
有源和无源的区别
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2.)1. 无源器件的简单定义如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。
从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
2. 有源器件的基本定义如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。
一.常见的无源电子器件电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。
1.电路类器件(1)二极管(diode)(2)电阻器(resistor)(3)电阻排(resistor network)(4)电容器(capacitor)(5)电感(inductor)(6)变压器(transformer)(7)继电器(relay)(8)按键(key)(9)蜂鸣器、喇叭(speaker)(10)开关(switch)2.连接类器件(1)连接器(connector)(2)插座(shoket)(3)连接电缆(line)(4)印刷电路板(pcb)二.常见的有源电子器件有源器件是电子电路的主要器件,从物理结构、电路功能和工程参数上,有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。
1.分立器件(1)双极型晶体三极管(bipolar transistor),一般简称三极管,bjt(2)场效应晶体管(field effective transistor)(3)晶闸管(thyristor),也叫可控硅(4)半导体电阻与电容——用集成技术制造的电阻和电容,用于集成电路中。
2.模拟集成电路器件模拟集成电路器件是用来处理随时间连续变化的模拟电压或电流信号的集成电路器件。
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粒子数反转(N2 >N1)是实现激光放大的必要条件。
N2
N1
为了实现粒子数反转,就需要大量电子跃迁到导带,为此,需要泵浦为跃迁提 供能量。 此外,还需要亚稳态能级使激发的电子保持一段时间,形成粒子数反转。
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例如:T ~103 K; kT~1.38×10-20 J ~ 0.086 eV;
Ep =hν( 3.1.3-1 )
h是普朗克常数(h=6.626 ×10-34 J • S),而ν是光子的频率。
原子从高能级→低能级,对应于光子的辐射;原子从低能级→高能级,对应于光子的吸收。
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3.1.3 自发辐射 受激辐射和受激吸收
3.1.4 .1 自发辐射(spontaneous radiation)
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光无源器件
定义:不需要外加能源驱动工作的光电子器件 –光纤连接器(固定、活动,FC/PC,FC/APC) –光纤定向耦合器/分支器 –光分插复用器(OADM) –光波分/密集波分复用器(WDM/DWDM) –光衰减器(固定、连续) –光滤波器(带通、带阻) –光纤隔离器与环行器(偏振有关、无关) –光偏振态控制器、光纤延迟线、光纤光栅
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3.1.4 粒子数反转
在热平衡时,各能级的粒子数目服从玻耳兹曼统计分布:
N 2 /N 1 ex E g p /k)( T ex hp /k) (T
即若 E2 > E 1,则两能级上的原子数目之比
N2
E2E1
e kT
1
N2
N1
k=1.38×10-23J/K
N1
为玻耳兹曼常量
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E2 N2
h
E1 N1
EphE2E1
处于高能级的原子自发的辐射一个频率为ν、能量为E的光子,跃迁到低能 级,这一过程称为自发辐射。是相位、偏振方向不同的非相干光。
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3.1.3 .2 受激辐射 (stimulated radiation)
N2
E2
EhE 2E 1
h
E1 N1
全同光子
在能量为E的入射光子的激励下,原子从高能级向低能级跃迁,同时发射一 个与入射光子频率、相位、偏振方向和传播方向都相同的另一个光子,这一 过程称为受激辐射。
• 色散补偿
– 色散补偿光纤模块 – SOA色散补偿 – 光纤光栅色散补偿
• 色散管理
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光网络器件
• 光耦合透镜(自聚焦透镜、玻璃球透镜)
• 光连接器与光耦合器
• 光隔离器与光环行器
• 光滤波与光波分复用器件
• 光起偏器与偏振控制器
• 光波长转换与光波长路由器件
• 光调制解调器(Modem)
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3.1.1 玻尔的能级假说
能量最低的原子能级称为基态能级,其它能量较高的原子能级 称为激发态能级。
h E2 E1
h =6.6261×10-34 Js
其中E2和E1分别为跃迁前、后的原子能级能量,h为普朗克常数,ν为电磁辐射的频率。
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3.1.2 光子
若原子从E2 → E 1 ,△ E=E2 – E 1 , 这个差△ E将以一个量子的能量形式释放,一个量子的能量被称为光子(photon)。 一个光子的能量Ep由下面的公式定义
有源光器件和无源光器件
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光有源器件
定义:需要外加能源驱动工作的光电子器件 –半导体光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL) –半导体光探测器(PD,PIN,APD) –光纤激光器(OFL:单波长、多波长) –光放大器(SOA,EDFA) –光波长转换器(XGM,XPM,FWM) –光调制器(EA) –光开关/路由器
模块:Modules 器件:Devices
元件:Components
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第三章 有源光器件和 无源光器件
3.1 激光原理的基础知识 3.2 半导体光源 3.3 光电探测器 3.4 无源光器件
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3.1 激光的基础知识
3.1.1 玻尔的能级假说 3.1.2 光子 3.1.3 自发辐射 受激辐射和受激吸收 3.1.4 粒子数反转
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3.1.3 .3 受激吸收 (stimulated absorption)
E2 N2
h
EhE 2E 1E1 N1
上述外来光也有可能被低能级吸收,使原子从E1E2。在入射光子的激励下, 原子从低能级向高能级跃迁,称为受激吸收。
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自发辐射和受激辐射、吸收的区别:
•自发辐射是单向性的; ••受自激发跃辐迁射是概双率向与的光;强无关; •受激跃迁概率正比于光强。
• 光衰减器与光延时器件
• 光开关与光交叉连接器件
• 微光电机械芯片 整理版
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光放大器件
• 掺铒光纤放大(EDFA) • 掺镨光纤放大(PDFA) • 掺钕光纤放大(NDFA) • 分布式光纤放大
– 喇曼光纤放大(SRFA) – 布里渊光纤放大(SBFA) • 半导体光放大(SOA)
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系统:Systems
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光器件与电器件的类比
电线 电阻 二极管 放大器 滤波器 电接插件 开关
光纤 光衰减器 光隔离器 光放大器 光滤波器 光连接器 光开关
调制器
光调制器
三通(多通) 光耦合器
混频器
光波分复用器
频率转换器 光波长转换器
电源
光源
探头
光探测器
集成电路
集成光路
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光器件的应用
光放大
DWDM 光色散补偿 光隔离器 光环行器
• 多波长光源与波长可调谐激光器
• 光电探测器(PD、PIN、APD)
整理版
7
光调制器件
• 幅度调制
– 机械调制
– 电光调制
– 直接调制
– 电吸收光调制(EA)
• 相位调制
• 偏振调制
• 光电集成芯片(OEIC)
• 光子集成芯片(PIC)
整理版
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光色散补偿器件
• 色散控制
– 色散位移单模光纤 – 非零色散位移单模光纤 – 大有效截面单模光纤 – 色散平坦单模光纤
光波长转换
OADM DWDM 光隔离器 光环行器
光开关
多波长光源
DWDM 光调制器 光隔离器 光耦合器 光波长转换
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可调谐滤波 DWDM OXC 光耦合器 光调制解调
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光器件的分类
• 光电变换器件 • 光开关与调制器件 • 光放大器件 • 光色散补偿器件 • 光网络器件
整理版
6
光电变换器件
• F-P腔激光二极管(LD) • 分布反馈布拉格激光器(DFB) • 分布布拉格反射激光器(DBR) • 外腔激光器与Q开关激光器 • 发光二极管(LED) • 光纤激光器(OFL) • 垂直腔表面发射激光器(ECSEL)