光器件基础知识培训
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光电器件培训教程
光电器件培训教程导言：光电器件是当前科技发展的热点领域之一，它在光电通信、太阳能发电等领域有着广泛的应用。
为了提高工作人员的专业技能，我们特别准备了这份光电器件培训教程，希望能够帮助大家了解光电器件的基本原理和应用。
一、光电器件的基本原理1.光电效应原理：光电效应是指光照射到物质表面后，使物质中的电子获得足够的能量逸出表面形成电流。
主要有三种光电效应，分别是金属光电效应、半导体光电效应和光致发射。
2.光电器件的种类和结构：光电器件包括光电导(tube)、光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电晶体管、光敏二极管等。
其结构分为光电探测器和光电产生器两大类。
3.光电器件的工作原理：光电器件的工作原理主要取决于光电效应的基本原理。
当光照射到光电器件表面时，光能被转换为电能或者激发电子产生跃迁。
通过合理的电子结构和电场分布，可以实现信号的放大、增强等功能。
二、光电器件的应用领域1.光电通信领域：光电通信是一种利用光作为信息传递载体的通信技术。
光电器件在光通信中起着核心作用，包括光电探测器、光模块、激光器等。
光电器件的高速响应、低噪声等特点使得光通信具有高速率、大容量、长距离传输的优势。
2.太阳能发电领域：太阳能发电是目前可再生能源领域的热点。
光电器件在太阳能发电中主要用于太阳能电池板的制造。
光电器件将太阳光转换为电能，通过各种设计方式，实现太阳能的有效利用。
太阳能电池板广泛应用于家庭用电、工业用电等领域。
3.光电传感器领域：光电传感器是一种能够将光信号转换为电信号的传感器。
它可以广泛应用于工业自动化、照明控制、安防监控等领域。
光电器件在光电传感器中发挥着重要作用，能够实现灵敏的光信号检测和处理。
三、光电器件的制造技术1.石英基底制造技术：石英是光电器件最常用的基底材料之一，它具有优异的光学性能和机械性能，适合用于制造光电器件。
石英基底的制造技术主要包括石英晶体的生长、研磨和抛光等流程。
2.光刻技术：光刻技术是制造光电器件中重要的工艺之一，主要用于制造光掩膜。
光器件基础知识培训共69页
• 7、温度依存损耗 • TDL:Temperature Dependent Loss • TDL(25℃~85℃)= TDL(85℃) -TDL(25℃) • TDL(25℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(25℃) • TDL(85℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(85℃)
光纤 套管
插针 粘结剂
图 3.27 套管结构连接器简图
一种常用的多纤连接器是用压模塑料形成的高精度套管和 矩形外壳，配合陶瓷插针构成的，这种方法可以做成2纤或4纤 连接器。另一种多纤连接器是把光纤固定在用硅晶片制成的精 密V形槽内，然后多片叠加并配合适当外壳。这种多纤连接器 配合高密度带状光缆， 适用于接入网或局域网的连接。
1. 耦合器类型
图3.28示出常用耦合器的类型， 它们各具不同的功能和 用途。
T形耦合器这是一种2×2的3端耦合器， 见图3.28(a)， 其 功能是把一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根光纤， 或把两根光纤输入的光信号组合在一起，输入一根光纤。
…
…
T形
星形
(a)
(b)
1
2
1
2
1＋2＋N
首先介绍一下光偏振(极化)的概念。单模光纤中传输的 光的偏振态(SOP： State of Polarization) 是在垂直于光传输 方向的平面上电场矢量的振动方向。在任何时刻，电场矢量 都可以分解为两个正交分量，这两个正交分量分别称为水平 模和垂直模。
隔离器工作原理如图3.34所示。这里假设入射光只是垂 直偏振光，第一个偏振器的透振方向也在垂直方向， 因此输 入光能够通过第一个偏振器。紧接第一个偏振器的是法拉弟 旋转器，法拉弟旋转器由旋光材料制成，能使光的偏振态旋 转一定角度，例如45°，并且其旋转方向与光传播方向无关。
光器件基础知识培训-无源部分
最大损耗 平均损耗 损耗增长 试验 试验中，不带载 试验中，带载 R O R O R O 0.5 0.3 0.3 0.2 0.3 0.2 --- --- --- --- 0.5 0.3
R:要求值；O：目标值
四.光纤连接器的性能
温度与冷凝循环：
温度：-10℃～+65℃（温度偏差：±2 ℃） 湿度：90%～100%RH（湿度偏差：±2 %RH） 时间：14个周期（一周期12小时），168小时（7天） 损耗和反射比测试：每个温度段状态稳定时，循环结束时（23 ℃ 时），所做测试在每个温度段至少要持续30分钟） 要求：测试过程中的损耗和反射比，与试验前测试数值的差满足下表 要求
光纤相对于插针端面为突出apc角度apcangle定义为在光纤连接器的插芯的中心轴上并且与先端球面相切的平面和与插芯的中心轴垂直的平面之间的夹角apc的角度一般为8度定位键角度keyerror连接器的定位键位置和研磨面傾斜方向之间的角度在iec国际标准中定义为通过傾斜研磨光纤连接器的插芯的中心轴和定位键的中心轴的平面a以及在插芯的中心轴上并且与先端球面相切的平面垂直的平面b之间的夹角注
四.光纤连接器的性能
2、 连接器加工装配引起的固有损耗.这是由连接器加工装配公差，即端 面间隙、轴线倾角、横向偏移和菲涅尔反射及端面加工精度等因素 产生的。
四.光纤连接器的性能
光纤连接器的物理性能：
光纤连接器的基本原理是利用某种机械结构，使两个抛光的光纤 端面精确对准并紧密接触，为了保证两根光纤的紧密接触，要求 陶瓷插芯端面研磨成球面而非平面，这样有助于其中心的光纤相 互接触，另外光纤连接器对接时，借助弹簧施加一定压力，使陶 瓷插芯的球端面发生轻微变形以保证两光纤端面的紧密接触。
四.光纤连接器的性能
R:要求值；O：目标值
四.光纤连接器的性能
温度与冷凝循环：
温度：-10℃～+65℃（温度偏差：±2 ℃） 湿度：90%～100%RH（湿度偏差：±2 %RH） 时间：14个周期（一周期12小时），168小时（7天） 损耗和反射比测试：每个温度段状态稳定时，循环结束时（23 ℃ 时），所做测试在每个温度段至少要持续30分钟） 要求：测试过程中的损耗和反射比，与试验前测试数值的差满足下表 要求
光纤相对于插针端面为突出apc角度apcangle定义为在光纤连接器的插芯的中心轴上并且与先端球面相切的平面和与插芯的中心轴垂直的平面之间的夹角apc的角度一般为8度定位键角度keyerror连接器的定位键位置和研磨面傾斜方向之间的角度在iec国际标准中定义为通过傾斜研磨光纤连接器的插芯的中心轴和定位键的中心轴的平面a以及在插芯的中心轴上并且与先端球面相切的平面垂直的平面b之间的夹角注
四.光纤连接器的性能
2、 连接器加工装配引起的固有损耗.这是由连接器加工装配公差，即端 面间隙、轴线倾角、横向偏移和菲涅尔反射及端面加工精度等因素 产生的。
四.光纤连接器的性能
光纤连接器的物理性能：
光纤连接器的基本原理是利用某种机械结构，使两个抛光的光纤 端面精确对准并紧密接触，为了保证两根光纤的紧密接触，要求 陶瓷插芯端面研磨成球面而非平面，这样有助于其中心的光纤相 互接触，另外光纤连接器对接时，借助弹簧施加一定压力，使陶 瓷插芯的球端面发生轻微变形以保证两光纤端面的紧密接触。
四.光纤连接器的性能
光器件基础知识培训LDPDTOSAROSABOSAWDMPLCFBT隔离器光开关
光纤
套管
插针
粘结剂
图 3.27 套管结构连接器简图
一种常用的多纤连接器是用压模塑料形成的高精度套管和 矩形外壳，配合陶瓷插针构成的，这种方法可以做成2纤或4纤 连接器。另一种多纤连接器是把光纤固定在用硅晶片制成的精 密V形槽内，然后多片叠加并配合适当外壳。这种多纤连接器 配合高密度带状光缆， 适用于接入网或局域网的连接。 对于实现固定连接的接头，国内外大多借助专用自动熔接 机在现场进行热熔接，也可以用V形槽连接。热熔接的接头平 均损耗达0.05 dB/个。
光纤线路与其他光无源器件之间的连接。表3.5给出光纤连接 器的一般性能。 接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定)
连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。连
接器件是光纤通信领域最基本、应用最广泛的无源器件。 连接器有单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器， 其特性主要
取决于结构设计、加工精度和所用材料。单纤连接器结构有
的。 虽然对各种器件的特性有不同的要求， 但是普遍要求插
入损耗小、反射损耗大、工作温度范围宽、性能稳定、寿命 长、 体积小、价格便宜， 许多器件还要求便于集成。本节主 要介绍无源光器件的类型、原理和主要性能。
3.1连接器和接头
连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸 ( 活动) 连接的器件，
主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或
(3) 在高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到
低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称 为受激辐射。
ROSA
3.Passive devices
一个完整的光纤通信系统，除光纤、光源和光检测器外， 还需要许多其它光器件，特别是无源器件。这些器件对光纤 通信系统的构成、功能的扩展或性能的提高，都是不可缺少
光器件基础知识培训--隔离器 光开关ppt课件
• 7、温度依存损耗 • TDL:Temperature Dependent Loss • TDL(25℃~85℃)= TDL(85℃) -TDL(25℃) • TDL(25℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(25℃) • TDL(85℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(85℃)
10.2
CH3
10
CH4
9.8
CH5
9.6 CH6
9.4
1260nm
1360nm
1460nm
1560nm
CH7
W av elen gt h
CH8
• PDL是光器件或系统在所有偏振状态下的 最大传输差值。它是光设备在所有偏振 状态下最大传输和最小传输的比率。
• PDL定义如下： PDL=-10log〔Tmax/Tmin〕 其中Tmax和Tmin分别表示测试器件（DUT） 的最大传输和最小传输。
1. 耦合器类型
图3.28示出常用耦合器的类型， 它们各具不同的功 能和用途。
T 形 耦 合 器 这 是 一 种 2×2 的 3 端 耦 合 器 ， 见 图 3.28(a)， 其功能是把一根光纤输入的光信号按一定比例分 配给两根光纤， 或把两根光纤输入的光信号组合在一起，输 入一根光纤。
对于实现固定连接的接头，国内外大多借助专用自动 熔接机在现场进行热熔接，也可以用V形槽连接。热熔接的接 头平均损耗达0.05 dB/个。
3.3.2
耦合器的功能是把一个输入的光信号分配给多个输 出， 或把多个输入的光信号组合成一个输出。这种器件对光 纤线路的影响主要是附加插入损耗，还有一定的反射和串扰 噪声耦合器大多与波长无关，与波长相关的耦合器专称为波 分复用器/解复用器。
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光器件基础知识
光器件基础知识目录一、光纤通信基础1、光纤通信的概念所谓光纤通信就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
一般由数据源、光发射端、光纤、光接收端组成。
2、光纤通信的优点1）通信容量大，比传统的电缆、微波等高出几千乃至几十万倍的通信容量。
2）传输距离远，光纤具有极低的衰耗系数，传输距离可达一千公里以上。
3）保密性能好，光信号不具备向外辐射的特点，不易被侦听。
4）适应能力强，具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点。
5）体积小、重量轻。
原材料丰富、价格低廉。
二、光纤基础知识1、光纤的结构如上图所示，光纤呈圆柱形，主要由纤芯和包层和保护套三部分组成。
1、纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧化硅，掺有极少量杂质，折射率较高，用来传送光。
2、包层：位于纤芯的周围，其成分也是含有极少量掺杂质的高纯度二氧化硅，折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件。
3、涂覆层：光纤的最外层，由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成，强度大，能承受较大冲击，起到保护光纤的作用。
2、光纤的工作波长光纤的工作波长主要分为短波长光纤和长波长光纤。
1、短波长光纤短波长光纤的工作波长在800900范围内，具体工作在850波长，主要用于短距离、小容量的光纤通信系统中。
2、长波长光纤长波长光纤的工作波长在1100 -1800范围内，具体工作在1310和1550两个波长，主要用于长距离、大容量的光通信系统中。
3、光纤的分类3.1按照光纤的模式分类1、单模光纤单模光纤的纤芯很细（10左右），只能传一种模式的光，其模间色散很小，工作在1310和1550波长，适用于远程通讯。
2、多模光纤多模光纤的芯较粗（50或62.5），工作在850或1310波长，可传多种模式的光，其模间色散较大，适用于短距离通讯。
3.2按照光纤的材料分类1、玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高；2、胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低；3、塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。
光器件基础知识
首先介绍一下光偏振(极化)的概念。单模光纤中传输的 光的偏振态(SOP： State of Polarization) 是在垂直于光传输 方向的平面上电场矢量的振动方向。在任何时刻，电场矢量 都可以分解为两个正交分量，这两个正交分量分别称为水平 模和垂直模。
隔离器工作原理如图3.34所示。这里假设入射光只是垂 直偏振光，第一个偏振器的透振方向也在垂直方向， 因此输 入光能够通过第一个偏振器。紧接第一个偏振器的是法拉弟 旋转器，法拉弟旋转器由旋光材料制成，能使光的偏振态旋 转一定角度，例如45°，并且其旋转方向与光传播方向无关。
• 6、波长依存损耗：WDL:Wavelength Dependent
Loss
IL
WDL CH1
10.4
CH2
10.2
CH3
10
CH4
9.8
CH5
9.6 CH6
9.4
1260nm
1360nm
1460nm
1560nm
CH7
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• PDL是光器件或系统在所有偏振状态下 的最大传输差值。它是光设备在所有偏 振状态下最大传输和最小传输的比率。
通信用光器件可以分为有源器件和无源器件两种 类型。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。否则就称为 有源器件。
有源器件包括光源、光检测器和光放大器，这些 器件是光发射机、 光接收机和光中继器的关键器件， 和光纤一起决定着基本光纤传输系统的水平。
光无源器件主要有连接器、耦合器、波分复用 器、调制器、光开关和隔离器等，这些器件对光纤通 信系统的构成、功能的扩展和性能的提高都是不可缺 少的。
(a) 自 聚 焦透 镜
光器件基础知识培训共52页PPT
谢谢！
光器件基础知识培训
61、辍学如磨刀之石，不见其，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
光器件基础知识培训LD PD TOSA ROSA BOSA WDM PLC FBT 隔离器 光开关共
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
光器件基础知识培训LD PD TOSA ROSA BOSA WDM PLC FBT 隔离器
光开关
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
光器件基础知识培训LD PD TOSA ROSA BOSA WDM PLC FBT 隔离器
光开关
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
பைடு நூலகம்
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3.1连接器和接头
连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件， 主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或 光纤线路与其他光无源器件之间的连接。表3.5给出光纤连接 器的一般性能。 接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定) 连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。连 接器件是光纤通信领域最基本、应用最广泛的无源器件。
m
1.3 m 1.5 5m
(b) 多 模 波导
多 层 膜滤 光 片 单 模 波导
1.5 5m
(c)
图3.32 波导型藕合器
55
56
57
3.3.3光隔离器与光环行器
耦合器和其他大多数光无源器件的输入端和输出端是可 以互换的，称之为互易器件。然而在许多实际光通信系统中 通常也需要非互易器件。隔离器就是一种非互易器件，其主 要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方 向特别是反方向传输。隔离器主要用在激光器或光放大器的 后面，以避免反射光返回到该器件致使器件性能变坏。插入 损耗和隔离度是隔离器的两个主要参数，对正向入射光的插 入损耗其值越小越好，对反向反射光的隔离度其值越大越好， 目前插入损耗的典型值约为1 dB，隔离度的典型值的大致范 围为40~50 dB。
图3.29(a)所示定向耦合器可以制成波分复用/解复用器。 如图3.30，光纤a(直通臂)传输的输出光功率为Pa，光纤b(耦 合臂)的输出光功率为Pb，
Pa=cos2(CλL) (3.28a)
Pb=sin2(CλL)
50
1、2 a b
a
光功 b 率
a
b
1 2 1 2 耦 合长 度
图 3.30 光纤型波分解复用器原理
…
4
3.1连接器和接头
连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件， 主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或 光纤线路与其他光无源器件之间的连接。表3.5给出光纤连接 器的一般性能。 接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定) 连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。连 接器件是光纤通信领域最基本、应用最广泛的无源器件。
m
1.3 m 1.5 5m
(b) 多 模 波导
多 层 膜滤 光 片 单 模 波导
1.5 5m
(c)
图3.32 波导型藕合器
55
56
57
3.3.3光隔离器与光环行器
耦合器和其他大多数光无源器件的输入端和输出端是可 以互换的，称之为互易器件。然而在许多实际光通信系统中 通常也需要非互易器件。隔离器就是一种非互易器件，其主 要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方 向特别是反方向传输。隔离器主要用在激光器或光放大器的 后面，以避免反射光返回到该器件致使器件性能变坏。插入 损耗和隔离度是隔离器的两个主要参数，对正向入射光的插 入损耗其值越小越好，对反向反射光的隔离度其值越大越好， 目前插入损耗的典型值约为1 dB，隔离度的典型值的大致范 围为40~50 dB。
图3.29(a)所示定向耦合器可以制成波分复用/解复用器。 如图3.30，光纤a(直通臂)传输的输出光功率为Pa，光纤b(耦 合臂)的输出光功率为Pb，
Pa=cos2(CλL) (3.28a)
Pb=sin2(CλL)
50
1、2 a b
a
光功 b 率
a
b
1 2 1 2 耦 合长 度
图 3.30 光纤型波分解复用器原理
…
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WDL CH1
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CH3
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CH5
9.6 CH6
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1260nm
1360nm
1460nm
1560nm
CH7
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• PDL是光器件或系统在所有偏振状态下 的最大传输差值。它是光设备在所有偏 振状态下最大传输和最小传输的比率。
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3.1
连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件， 主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或 光纤线路与其他光无源器件之间的连接。表3.5给出光纤连接 器的一般性能。 接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定) 连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。连 接器件是光纤通信领域最基本、应用最广泛的无源器件。
(3) 在高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到 低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称 为受激辐射。
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(1) 在正常状态下，电子处于低能级E1，在入射光作用下， 它会吸收光子的能量跃迁到高能级E2上，这种跃迁称为受激吸 收。电子跃迁后，在低能级留下相同数目的空穴.
(2) 在高能级E2的电子是不稳定的，即使没有外界的作用， 也会自动地跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量转换为 光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。
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3.Passive devices
一个完整的光纤通信系统，除光纤、光源和光检测器外， 还需要许多其它光器件，特别是无源器件。这些器件对光纤 通信系统的构成、功能的扩展或性能的提高，都是不可缺少 的。 虽然对各种器件的特性有不同的要求， 但是普遍要求插 入损耗小、反射损耗大、工作温度范围宽、性能稳定、寿命 长、 体积小、价格便宜， 许多器件还要求便于集成。本节主 要介绍无源光器件的类型、原理和主要性能。
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图 3.27 套管结构连接器简图
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一种常用的多纤连接器是用压模塑料形成的高精度套管和 矩形外壳，配合陶瓷插针构成的，这种方法可以做成2纤或4纤 连接器。另一种多纤连接器是把光纤固定在用硅晶片制成的精 密V形槽内，然后多片叠加并配合适当外壳。这种多纤连接器 配合高密度带状光缆， 适用于接入网或局域网的连接。
Introduction of optical devices used in Communication system
1.Profile 2.Introduction of basic parameters 3.TOSA,ROSA and BOSA (Active devices) 4. Passive devices
对于实现固定连接的接头，国内外大多借助专用自动熔接 机在现场进行热熔接，也可以用V形槽连接。热熔接的接头平 均损耗达0.05 dB/个。
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• IL测量
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• RL测量
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• 3、方向性：DIR---Directivity • 4、过盈损耗：EL---Excess Loss
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• 5、损耗一致性：IL Uniformity:ILmax-ILmin
• 6、波长依存损耗：WDL:Wavelength Dependent
连接器有单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器， 其特性主要 取决于结构设计、加工精度和所用材料。单纤连接器结构有 许多种类型，其中精密套管结构设计合理、效果良好，适宜 大规模生产， 因而得到很广泛的应用。
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表 3.5 光纤连接器一般性能
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图3.27示出精密套管结构的连接器简图，包括用于对中 的套管、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管对中实 现连接。 要求光纤与微孔、插针与套管精密配合。对低插入 损耗的连接器，要求两根光纤之间的横向偏移在1 μm以内， 轴线倾角小于0.5°。普通的FC型连接器，光纤端面为平面。 对于高反射损耗的连接器， 要求光纤端面为球面或斜面，实 现物理接触(PC)型。套管和插针的材料一般可以用铜或不锈钢， 但插针材料用ZrO2陶瓷最理想。ZrO2陶瓷机械性能好、 耐磨， 热膨胀系数和光纤相近，使连接器的寿命(插拔次数)和工作温 度范围(插入损耗变化±0.1 dB)大大改善。
• PDL定义如下： PDL=-10log〔Tmax/Tmin〕 其中Tmax和Tmin分别表示测试器件（DUT） 的最大传输和最小传输。
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• 7、温度依存损耗 • TDL:Temperature Dependent Loss • TDL(25℃~85℃)= TDL(85℃) -TDL(25℃) • TDL(25℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(25℃) • TDL(85℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(85℃)
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Profile
通信用光器件可以分为有源器件和无源器件两种 类型。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。否则就称为 有源器件。
有源器件包括光源、光检测器和光放大器，这些 器件是光发射机、 光接收机和光中继器的关键器件， 和光纤一起决定着基本光纤传输系统的水平。
光无源器件主要有连接器、耦合器、波分复用
器、调制器、光开关和隔离器等，这些器件对光纤通 信系统的构成、功能的扩展和性能的提高都是不可缺 少的。
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光放大器
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Basic parameters
• 1、插入损耗：IL---Insertion Loss • 2、回波损耗：RL---Return Loss
IL
WDL CH1
10.4
CH2
10.2
CH3
10
CH4
9.8
CH5
9.6 CH6
9.4
1260nm
1360nm
1460nm
1560nm
CH7
W av elen gt h
CH8
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• PDL是光器件或系统在所有偏振状态下 的最大传输差值。它是光设备在所有偏 振状态下最大传输和最小传输的比率。
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3.1
连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件， 主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或 光纤线路与其他光无源器件之间的连接。表3.5给出光纤连接 器的一般性能。 接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定) 连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。连 接器件是光纤通信领域最基本、应用最广泛的无源器件。
(3) 在高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到 低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称 为受激辐射。
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TOSA
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(1) 在正常状态下，电子处于低能级E1，在入射光作用下， 它会吸收光子的能量跃迁到高能级E2上，这种跃迁称为受激吸 收。电子跃迁后，在低能级留下相同数目的空穴.
(2) 在高能级E2的电子是不稳定的，即使没有外界的作用， 也会自动地跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量转换为 光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。
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ROSA
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3.Passive devices
一个完整的光纤通信系统，除光纤、光源和光检测器外， 还需要许多其它光器件，特别是无源器件。这些器件对光纤 通信系统的构成、功能的扩展或性能的提高，都是不可缺少 的。 虽然对各种器件的特性有不同的要求， 但是普遍要求插 入损耗小、反射损耗大、工作温度范围宽、性能稳定、寿命 长、 体积小、价格便宜， 许多器件还要求便于集成。本节主 要介绍无源光器件的类型、原理和主要性能。
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光纤 套管
插针 粘结剂
图 3.27 套管结构连接器简图
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一种常用的多纤连接器是用压模塑料形成的高精度套管和 矩形外壳，配合陶瓷插针构成的，这种方法可以做成2纤或4纤 连接器。另一种多纤连接器是把光纤固定在用硅晶片制成的精 密V形槽内，然后多片叠加并配合适当外壳。这种多纤连接器 配合高密度带状光缆， 适用于接入网或局域网的连接。
Introduction of optical devices used in Communication system
1.Profile 2.Introduction of basic parameters 3.TOSA,ROSA and BOSA (Active devices) 4. Passive devices
对于实现固定连接的接头，国内外大多借助专用自动熔接 机在现场进行热熔接，也可以用V形槽连接。热熔接的接头平 均损耗达0.05 dB/个。
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• IL测量
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6
• RL测量
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• 3、方向性：DIR---Directivity • 4、过盈损耗：EL---Excess Loss
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• 5、损耗一致性：IL Uniformity:ILmax-ILmin
• 6、波长依存损耗：WDL:Wavelength Dependent
连接器有单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器， 其特性主要 取决于结构设计、加工精度和所用材料。单纤连接器结构有 许多种类型，其中精密套管结构设计合理、效果良好，适宜 大规模生产， 因而得到很广泛的应用。
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表 3.5 光纤连接器一般性能
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图3.27示出精密套管结构的连接器简图，包括用于对中 的套管、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管对中实 现连接。 要求光纤与微孔、插针与套管精密配合。对低插入 损耗的连接器，要求两根光纤之间的横向偏移在1 μm以内， 轴线倾角小于0.5°。普通的FC型连接器，光纤端面为平面。 对于高反射损耗的连接器， 要求光纤端面为球面或斜面，实 现物理接触(PC)型。套管和插针的材料一般可以用铜或不锈钢， 但插针材料用ZrO2陶瓷最理想。ZrO2陶瓷机械性能好、 耐磨， 热膨胀系数和光纤相近，使连接器的寿命(插拔次数)和工作温 度范围(插入损耗变化±0.1 dB)大大改善。
• PDL定义如下： PDL=-10log〔Tmax/Tmin〕 其中Tmax和Tmin分别表示测试器件（DUT） 的最大传输和最小传输。
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• 7、温度依存损耗 • TDL:Temperature Dependent Loss • TDL(25℃~85℃)= TDL(85℃) -TDL(25℃) • TDL(25℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(25℃) • TDL(85℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(85℃)
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Profile
通信用光器件可以分为有源器件和无源器件两种 类型。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。否则就称为 有源器件。
有源器件包括光源、光检测器和光放大器，这些 器件是光发射机、 光接收机和光中继器的关键器件， 和光纤一起决定着基本光纤传输系统的水平。
光无源器件主要有连接器、耦合器、波分复用
器、调制器、光开关和隔离器等，这些器件对光纤通 信系统的构成、功能的扩展和性能的提高都是不可缺 少的。
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光放大器
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Basic parameters
• 1、插入损耗：IL---Insertion Loss • 2、回波损耗：RL---Return Loss