无源与有源光器件
有源器件和无源器件怎样区别？
有源器件和无源器件怎样区别？
在新手刚开始了解电子相关的知识时，经常会看到有源器件和无源器件两个概念，如果没有与之相关的基础，可能不知道两者到底是什么意思，今天小编就来详细为大家讲解一下两者具体的意思。
无源器件与有源器件的区别
1、什么是有源器件？
有源器件，需电源来实现其特定功能的电子元件。
主要包括电子管、晶体管、集成电路等。
一般用于信号的放大、转换等。
2、什么是无源器件？
无源器件主要包括电阻，电容，电感，转换器，渐变器，匹配网络，谐振器，滤波器，混频器和开关等。
在不需要外加电源的条件下，就可以显示其特性的电子元件。
有源器件和无源器件怎样区别?
看完上面的解释，估计很多新手还是一头雾水，到底两者有什么区别呢？其实说的再直白一些，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。
如果还是分不清，下面就是常用的无源器件和有源器件：
常用的无源器件：电阻器、电阻排、电容器、电感、变压器、继
电器、按键、蜂鸣器、喇叭、开关、连接器、插座、连接电缆、印刷电路板。
常用的有源器件：IC、模块等都是有源器件。
三极管、场效应晶体管、晶闸管、模拟集成电路、数字集成电路器件。
第六章 无源与有源光器件—2
6.2.2
光纤定向耦合器
光纤定向耦合器是作为光纤线路的分路、合路、插入以及节 点互连的一种光耦合器件。在光通信及其他光纤系统中，凡涉及 多个光波信号的分、合及相互耦合时，都需要用到光纤定向耦合 器。本节以光纤传输系统中使用最多的定向耦合元件—四端口X 形定向耦合器为典型进行重点分析，介绍其工作原理、制作方法、 主要性能参数，进而扩展到星形耦合器。 1.X形光纤定向耦合器的工作原理与制作方法 光纤定向耦合器依据工作机理可分为三种类型：部分反射式、 波前分割式和模场耦合式。 模场耦合式光纤定向耦合器的工作机理，是基于光纤倏逝场 耦合的模式理论，即依据光纤中传输模式场分布的相互耦合来 实现光信号的分路与合路。当两光纤的纤芯相距足够近时，两 光纤中传输的模式将通过它们的倏逝场相互耦合，即在一根光 纤中传输的模式场分布会扩展到另一根光纤，使在其中激励起
图6.21
2×2熔锥型光纤定向耦合器结构与分路示意图
在理想情况下，当在端口①输入光功率P1时，在③、④端口 将按设计预定的比例输出光功率P3和P4，而无返回端口②的功率 分量，即P2=0。故为定向耦合器。基于定向耦合器的双向性，当 由其他端口输入时，其特性也将以此类推。由于理想的2×2定向 耦合器可视为一个无源且无插入损耗的器件，它有确定的分光比。 根据耦合波方程，可以求得其功率传输函数由如下矩阵确定
输出端口数目 每个输出端口所占的信号功率比 2 4 5 8 10 15 20 25 50 100 0.5 0.25 0.20 0.125 0.1 0.067 0.05 0.04 0.026.99 9.03 10 11.76 13.01 13.98 16.99 20
表6.2
无附加损耗条件下光耦合器中平均分配信号的损耗规律
2.光耦合器的主要类型 光耦合器的用途很多，制造的器件与材料也各异。根据功能 用途、端口排布规律以及制造的器件与材料、结构特点等，可将 光耦合器大致区分为图6.18所示的主要类型。
光器件
光器件
光器件是光通信系统中的关键，功能包括发送接收，波分复用，增益放大，开关交换，系统管理等，分为有源器件和无源器件。
1.光有源器件
光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，需要外加能源驱动工作，是光传输系统的心脏。
包括：半导体光源（LD,LED,DFB,QW,S QW,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）；光调制器（EA）等。
光源器件：光纤通信设备的核心，其作用是将电信号转换成光信号送入光纤。
光纤通信中常用的光源器件主要有，半导体激光器（LD）和半导体发光二级管（LED）。
半导体光电检测器：是将光信号转换成电信号的器件，主要有光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。
光放大器：近年来，光纤放大器成为光有源器件的新秀，当前大量应用的是掺铒光纤放大器（EDFA），此外，还有很有应用前景的拉曼光放大器。
2.光无源器件
无源器件是光通信系统中需要消耗一定的能量、具有一定功能而没有光—电或电—光转换的器件，不需要外加能源驱动工作。
包括光纤连接器、光纤耦合器、波分复用器、光开关、光滤波器、光衰减器、光隔离器与环形器等，是光传输系统的关节。
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有源器件与无源器件
有源器件、无源器件的“源”指“驱动源”或者说是“策动源”，只是这个“源”对电子器件而言往往来自“电源”所以才有误用，说“误用”是因为技术语言必须是严谨的，源不等于电源，正如电压源、电流源不能简单称之为电源的道理一样。
英文中有源器件和无源器件分别为Active Device和Passive Device，本身不会产生歧义，汉语没有相应的原始语境，而翻译外来语的原则特别是经典原则是尽量采用本土近义文字通过内涵约束或重定义来进行某种意义或事物的特指，这往往会望文生义，有时确实需要通过阅读原文来规范概念。
区分有源器件和无源器件的关键在于该元件的端口特性是否依赖于外部策动源，是则为有源器件，非则为无源器件，考量的基础采用理想元件以避免工艺因素的干扰。
对于不可分割的组合元件，如果构成中存在有源器件，则整体认定为“有源”。
举例：对于一个理想电阻或电阻网络而言，其V A特性不随外部策动的改变而改变，甚至不需要外部策动其特性依然成立，故与外部策动无关，所以电阻是无源器件。
对于一个理想晶体三极管而言，其特性Ic＝BIb要成立必须给出特定的策动，否则就不能成立（比如反偏CE结电压），故其特性受制于外部策动，所以晶体三极管是有源器件。
对于一个理想晶体二极管而言，单考量其端口特性，显然也是与外部策动无关的，照理该属无源器件，但是，二极管的种类很多，比如LED的电光学特性、光敏二极管的反向导通率与入射光强的关系特性等等，考量这些特性时无法用简单的理想二极管模型替代，外部策动源在这就是必要条件了（注意，这时的策动源就不仅仅是电“源”了），再加上二极管应用的复杂性，一般将二极管归入有源器件，但理想二极管仍然是无源器件，这是个特殊的地方，我本人持这种观点。
无源无源，词语，意为：没有源头；没有缘由。
在电子方面，无需能（电）源的器件称为无源器件。
目录编辑本段无源简介拼音：wú yuán解释：1.没有源头。
2.没有缘由。
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。
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。
光纤无源及有源器件
)
AL n0 A
(
AL + cos
)
(
AL − α s n0 A sin
)
(
AL
)}
( 9 − 3)
等高成像透镜： 在复印机、传真机、印刷机等成像光学系统中需要 采用1：1成像系统。这时采用自聚焦透镜最为简便，因 为一根自聚焦透镜可满足正立、等倍、实像的条件。而 普通透镜至少需要三块透镜组合成复合透镜。 实际使用时，将物置于自聚焦透镜物方主平面上，在像 方主平面上就会成一个物等高的实像。透镜长度应在半 倍节距和一倍节距之间。 采用自聚焦透镜可使物象变换系统大大缩短物像共轭长 度。同时，它在整条直线上成像分辩率相同，可使整个 视场的传递函数值比较均匀，从而提高成像质量。
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九、光纤无源及有源器件
•1. 自聚焦透镜 •2. 光纤定向耦合器 •3. 光纤偏振控制器 •4. 光纤隔离器 •5. 光纤激光器与放大器
Hale Waihona Puke 随着信息需求量的日益增加，光纤通信系统飞速发 展。有两类光纤通信系统备受青睐，一类是长途光纤通 信系统；另一类是局域网和用户回路光纤通信系统。 光纤干线通信系统中，人们致力于追求扩大通信容 量，增大中继距离，导致了两种有源光纤器件－光纤激 光器和光纤放大器的热度研究。
根据上述分析，掺铒光纤放大器最基本部分包括掺 铒光纤、泵浦激光器、波分复用耦合器、光隔离器。泵 浦方式包括前向泵浦、后向泵浦和双向泵浦方式。
光放大器－ §2 光放大器－EDFA
EDFA实物图 实物图
EDFA特性总结 特性总结——优点 特性总结 优点 •结构远比电中继器简单且寿命更长、成本更低 结构远比电中继器简单且寿命更长、 结构远比电中继器简单且寿命更长 •不受信号调制形式、速率的限制 不受信号调制形式、 不受信号调制形式 •体积小，可放置到印刷电路板上制成小型设备 体积小， 体积小 •可以为光信号提供 可以为光信号提供25dB以上的增益，一些放大 以上的增益， 可以为光信号提供 以上的增益 器增益甚至超过50dB。 。 器增益甚至超过 •可以同时放大多路波长 可以同时放大多路波长
有源和无源的区别
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
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｡。
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。
光无源器件概述
类型：无源、有源
无源器件主要包括：光连接器、光衰减器、光耦合器、光 波分复用/解复用器、隔离器、环行器、滤波器、光调制器、 光开光等。
有源器件主要包括：激光器、光探测器、光放大器等。
3
光纤无源器件技术
4
无源器件功能
光无源器件是一种能量消耗型器件，主要功能是对信号或能 量进行连接、合成、分叉、转换以及有目的的衰减等，在光纤通 信系统以及各类光纤传感系统中是必不可少的重要器件。
光纤无源及有源器件 技术及应用
1
主要内容：
光纤无源器件技术
光纤光栅、滤波器、调制器等
光纤放大器技术
掺铒光纤放大器、拉曼放大器等
光纤激光器技术
多波长光纤激光器、锁模光纤激光器、单频 光纤激光器等
2
光器件
用途:
实现光信号的连接、能量分路/合路、波长复用/解复用、光路 转换、能量衰减、方向阻隔、光-电-光转换、光信号放大、光信号 调制等功能，是构成光纤通信系统的必备元件。
光波分复用器和解复用器是WDM光纤通信系统中 的关键部件。
25
熔锥光纤型波分复用器结构和特性
P P1
P2
0
1 2
26
1 2 3
1+ 2+ 3
光纤
透镜
光栅
衍射光栅型波分复用器结构示意图
27
光纤
1 2 3
1+ 2+ 3
棒透镜 光栅
采用棒透镜的光栅型WDM
28
光波导
开角
(a)
波导型波分解复用器
1.3 mm
19
光纤耦合器的技术参数
(6) 工作波长范围
光有源器件和无源器件区别小结版
光器件：分为有源器件和无源器件，简单地讲就是需能（电）源的器件叫有源器件Active Device，无需能（电）源的器件就是无源器件Passive Device。
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）无源器件的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。
有源器件的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。
光有源器件是光通信系统中需要外加能源驱动工作的可以将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的光电子器件，是光传输系统的心脏。
光纤放大器成为光有源器件的新秀，当前大量应用的是掺铒光纤放大器（EDFA），正在研究并很有应用前景的是拉曼光放大器。
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。
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。
第三章-光无源器件
裸光纤转接器（Bare Fiber Adaptor ）：将裸光纤与光 源、探测器以及各类光仪表进行连接的器件。
光纤（缆）活动连接器：习惯上是指两个连接器插头加 一个转换器。
活动连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸连 接的器件，活动连接器件是光纤通信领域 最基本、应用最广泛的无源器件，用于：
研磨抛光法
熔融拉锥法：将两根（或两根以上）除去涂覆层
的光纤以一定的方式靠拢，在高温加热下熔融， 同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式 的特殊波导结构。
输入臂 背向散射臂
熔融拉锥法
4直通臂 3耦合臂
下图可用来定性地表示熔融拉锥型光纤耦合器的 工作原理。入射光功率在双锥体结构的耦合区发 生功率再分配，一部分光功率从“直通臂”继续 传输，另一部分则由“耦合臂”传到另一光路。
ST型插头：由AT&T公司开发，采用带键的卡 口式锁紧结构，确保连接时准确对准。
•“Jumper cables” to connect devices and instruments
•“Adapter cables” to connect interfaces using different connector styles
光路 旋转轴
光路 旋转轴
为了减小反射光，衰减片与光轴可以倾 斜放置。
光纤
自 聚 焦 透镜
衰减 器
光衰减器的主要技术要求是： 高的衰减精度
好的衰减重复性
低的原始插损
一．光纤定向耦合器 ——简称光纤耦合器
光纤光耦合器的功能：
把一个输入的光信号功率分配给多个输 出，或把多个输入的光信号功率组合成 一个输出。这种光耦合器与波长无关。
光通信系统中的重要有源光器件和无源光器件有源器件光
谐振型和传输型半导体光放大器的光谱特性
半导体光放大器的串音特性
光放大器增益的偏振特性
光放大器增益的偏振特性的消除
2。掺铒光纤光放大器的结构
Signal in λ = 1550 nm
Optical isolator
Er 3+ -doped fiber (10 - 20 m)
Wavelength-selective
couplerຫໍສະໝຸດ SpliceSplice
Optical isolator
Signal out λ = 1550 nm
Pump laser diode λ = 980 nm
Termination
掺铒光纤光放大器的特性
掺铒光纤光放大器的原理
Energy of the Er in the glass fiber
3 + ion
1.54 eV 1.27 eV
E 3
E3
Non-radiative decay
980 nm
Pump
0.80 eV 1550 nm
In
0
E2
1550 nm
Out E1
掺铒光纤光放大器增益谱特性
掺铒光纤结构
两种实际掺铒光纤光放大器结构
光通信系统中的重要 有源光器件和无源光器件
有源器件： 光放大器等
无源器件： 耦合器，波分复用器，滤波器， 隔离器，环行器等
光有源器件：光放大器
光通信系统中的几种光放大器
1。半导体光放大器
谐振型和传输型半导体光放大器
谐振型半导体光放大器
传输型半导体光放大器I
传输型半导体光放大器II
光放大器的增益饱和特性
有源和无源的区别
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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有源光器件按其功能性质也可以分为两类：一类是具有光 电能量信号转换的功能，如光源(将电转换为光)、光检测器(将 光转换为电)；另一类则是具有控制光信号、从而可实现控制系 统行为的功能，如光开关、光放大器(放大光信号)、光调制器 (利用电光效应等实现调制控制等功能)、波长变换器等。上述 内容中有关光源和光检测器部分内容将在第9章光纤通信技术中 详细介绍。
光纤光学与光纤应用技术
第6章 无源与有源光器件
本章以光纤技术最有代表性、最大量的应用领域—光纤通信 为背景，介绍无源光器件和有源光器件。在一般的光纤通信系统 中，除了采用光发射机(含调制器、载波光源、信道耦合器)、传 输信道光纤光缆、中继器和光接收机(含检测器、放大器、信号 处理器)等基本设备外，还需要一系列配套的功能部件，以实现 系统各部分之间光路的连接转换、信道的互通、分路/合路、交 换、隔离、复用/解复用、波长/频率选择、功率控制、噪声滤除、 偏振选择控制以及光开关、光放大等功能。光纤通信中所用的上 述全部光器件可分为两大类：无源光器件(Passive Optical Device)和有源光器件(Active Optical Device)。两类光器件的 本质区别在于，在实现器件自身功能过程中，有源光器件一般需 从外部吸取能量(即需外界电源驱动)，并具有以不同方式改变信 号的功能；而无源光器件则无须外界电源驱动，且对信号的作用 总是相同的，即只是衰减、合并和分离信号。
光纤的连接分为两类，即永久性的(固定的)连接和可拆 装的(非固定的)连接。前者常用于光纤传输线路两光纤段之间 的永久性连接(例如长途光缆间的接头，室外光缆连接)，称之 为光纤的接续，通常采用熔接方法，这是一种光学的连接方法， 连接点称为“接头”。固定接头的方法有熔接法、V形槽法和 套管法。其优点是，具有低的损耗和良好的机械稳定性，但以 牺牲灵活性为代价。后者可用于光纤与光源尾纤或光电探测器 尾纤之间的连接，这是一种活动的机械式连接结构，称之为 “光纤连接器”。光纤连接器是为可变连接设计的，用于设备 间临时性连接，因而是可以插拔的。光纤通信系统的中继和终 端的端机(发射机与接收机)与光纤线路之间的连接和调度，
发射光纤输出的光功率为P1，接收光纤接收的光功为P2，则有
.1)
由4.1节，相应的连接耦合损耗L即光功率的损失可以由
下式表示：
若两光纤实现理想的连接耦合(如图6.4所示)，无任何性能 参数失配和连接位置误差(即两光纤端面平整，完全接触，无 横向偏移与对准角度误差)，则应有P2=P1，从而T=1，L=0dB， 即表示连接无损耗；然而，实际上两光纤难以满足理想的连接
功率。若从芯径Ø62.5μm的渐变多模光纤传向芯径为Ø9μm 的单模光纤，将有约17dB的损耗，即损失约98%的光功率。
2.光纤几何特性与波导特性差异对连接损耗的影响
比较重要的特性差异因素有两类，即纤芯直径差异与数
值孔径差异(参见图6.5)。 （1）纤芯直径差异对连接损耗的影响
若两段光纤纤芯直径不同，在光纤轴线精确对准的条件下，
则连接损耗可以近似地由发射与接收纤芯自积相对差值
以及各种实验测试系统中与光纤之间的连接都要用到大量的光纤 连接器。光纤连接器还特别适用于通信系统中结构可能需要变化 的地方，如设备与局域网间的接口处、网络与终端设备间的连接、 电信系统进入大楼的位置等。
永久性连接——熔接法连接和可拆装连接——机械拼接法连 接两种连接的典型方法与设备分别如图6.2和图6.3所示。在图 6.2中，光纤熔接机利用机械方法将待连接的两光纤端面对齐， 然后采用电弧或激光脉冲加热，将它们熔接到一起。典型的熔接 接合损耗为0.05~0.2dB，多数情况为<0.1dB。熔接法设备昂贵， 但接头有良好的光学特性；机械拼接法可以用简化的通用光纤连 接器为代表，图6.3中光纤被固定在细长的圆柱套筒内，套筒上 有一个与光纤包层直径相匹配的插孔，套筒对中、准直光纤，并 保护光纤免受机械损伤。光纤端面与套筒的抛光端面对齐，套筒 固定在连接器的主体上，连接器主体连着光缆结构。减压套管 (缓冲罩)保护连接体与光缆之间的接头。大多数标准光纤连接器 是通过适配器(通常称为耦合插座)连接的。
耦合条件。引起连接损耗的因
素可能有多方面，例如光纤类
型不匹配，光纤的几何特性与
波导特性有差异，以及两光纤
之间的连接错位。以下将依次
图6.4 光纤的理想连接
讨论，其中将重点讨论两光纤 之间连接错位造成的损耗影响。
1.光纤类型不匹配对连接损耗的影响
经验与统计数据表明，若两段光纤的类型不匹配，例
如光从芯径为Ø62.5μm的渐变多模光纤传向芯径为Ø50μm 的渐变多模光纤，将会有约2dB的损耗，即损失约36%的光
图6.2 利用光纤熔接机熔接光纤 图6.3 具有连接装置或适配器的简 化通用光纤连接器
本节将重点介绍光纤连接器的主要原理与结构类型，首先 讨论光纤的连接损耗机制及其影响因索。讨论所涉及的一些原 则对接头也有参考意义。
6.1.1 光纤的连接损耗及影响因素
两段光纤相连接，其耦合效率可以用传输系数T表示。若
无源光器件是光通信系统中一类重要的基础性光器件，其 功能有许多是和相应的电子器件类似的。若按功能分类，比较 重要的无源光器件包括：光纤连接器、光纤耦合器(光分路/合 路器)、波分复用/解复用器、光滤波器、光衰减器、光隔离器、 光环行器、光偏振选择控制器等。图6.1表示了部分无源光器 件在光纤通信线路中的功能与作用。当前，无源光器件门类齐 全，性能得到很大提高，标准口益完善，新型器件不断出现。
图6.1 光纤通信线路中的部分无源光器件的布局
本章将依次概要介绍上述各类重要的无源光器件以及光开 关、光放大器、光调制器等有源光器件的工作原理与结构特性， 为学习光纤通信与光纤传感系统等应用奠定必要的器件基础。
6.1 光纤连接器
光纤(光缆)连接器是光纤通信系统中应用最广泛的器件 之一。任何一个光纤通信(传感)线路中均需解决光纤与光纤、 光纤与光源、光纤与光检测器之间的低损耗连接问题。