光器件基础知识培训隔离器光开关
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光器件基础知识培训ppt课件
耗尽区
P区 （空间电荷区） N区
---- -- ++ ++++
---- -- ++ ++++ ---- -- ++ ++++
---- -- ++ ++++
E
内建电场
平衡精状选P态PT下课的件PN结
20
光器件基础知识
这个区域的载流子因扩散和复合而消耗掉了，所以又称为耗尽区。在交界面 两边的正负电荷间必然有电场存在，这个电场称为内建电场，电场方向由N区 指向P区，它所产生的电位差UD（又叫接触电位差）使N区的电位高于P区的电 位。由图可见，这个电场具有阻止多数载流子扩散的作用。所以，人们又把 耗尽区称为势垒区或位垒区。与此同时，内电场将使N区的少子空穴向P区运 动，使P区的少子电子向N区运动，通常把这种现象称为漂移。漂移运动的方 向正好与扩散运动的方向相反。由扩散运动形成的电流，称为扩散电流；由 漂移运动形成的电流，称为漂移电流。这两种电流方向相反。当这两种电流 相等时，达到了动态平衡，此时势垒区的宽度也就确定下来了。PN结就是指 的势垒区，通常很薄，约为数十微米，其接触电位差的大小与半导体材料、 掺杂浓度和环境温度有关。在室温下，硅材料PN结的接触电位差UD＝0.6～ 0.8V，锗材料PN结的UD＝0.1～0.3V，温度每升高1℃，电位差降低约2mV。
金属电缆存在的分布电容和分布电感实际上起到了低通滤波器的作用 ，限制了电缆的传输频率、带宽以及信息承载能力。
2. 传输距离长 ——光缆的传输损耗比电缆低，因而可传输更长的
距离。
精选PPT课件
光器件基础知识
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。
…
4
3
N
定向
波分
(c)
(d )
图 3.28 常用耦合器的类型
这种耦合器主要用作不同分路比的功率分配器或功率组 n×m耦合器，见图3.28(b)，其
功能是把n根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配给m 根光纤， m和n不一定相等。这种耦合器通常用作多端功率分 配器。
定向耦合器这是一种2×2的3端或4端耦合器，其功能是分 别取出光纤中向不同方向传输的光信号。见图3.28(c)，光信号 从端1传输到端2， 一部分由端3输出，端4无输出；光信号从 端2传输到端1，一部分由端4输出，端3无输出。定向耦合器可 用作分路器，不能用作合路器。
输 入光
光 纤a
1
光 强度
2
输 出光
1
5
9
4
光 纤b
3
2
6
10
(a)
3
7
11
4
8
12
(c) (b)
图 3.29
(a)定向耦合器； (b) 8×8星形耦合器； (c) 由12个2×2耦合器组成的 8×8星形耦合器
光纤型把两根或多根光纤排列，用熔拉双锥技术制作各 种器件。这种方法可以构成T型耦合器、定向耦合器、星型耦 合器和波分解复用器。图3.29(a)和(b)分别示出单模2×2定向 耦合器和多模n×n星形耦合器的结构。单模星形耦合器的端 数受到一定限制，通常可以用2×2耦合器组成，图3.29(c)示 出由12个单模2×2耦合器组成的8×8星形耦合器。
光器件基础知识概要
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。
然而在实际应用中，入射光的偏振态(偏振方向)是任意的，并且随时间变化，因此必须要求隔离器 的工作与入射光的偏振态无关，于是隔离器的结构就变复杂了。一种小型的与入射光的偏振态无关的隔 离器结构如图3.35所示。
SW P SO P 光纤 输入
SW P 光纤 输入
法拉 弟旋 转器
半 波 片 SW P
(a) 法拉 弟旋 转器
光纤输出 半 波 片 SW P
光纤输出 (b)
图 3.35 一种与输入光的偏振态无关的隔离器
具有任意偏振态的入射光首先通过一个空间分离偏振器(: )。这个的作用是将入射光分解为两个 正交偏振分量，让垂直分量直线通过， 水平分量偏折通过。两个分量都要通过法拉弟旋转器， 其偏振态 都要旋转45°。法拉弟旋转器后面跟随的是一块半波片
环行器除了有多个端口外，其工作原理与隔离器类似。 如图3.36所示，典型的环行器一般有三个或四 个端口。在三端口环行器中，端口1输入的光信号在端口2输出，端口2输入的光信号在端口3输出，端口3输 入的光信号由端口1输出。光环行器主要用于光分插复用器中。
2 1
3
(a)
2
1
3
4
(b )
图 3.36 (a) 三端口； (b) 四端口
光波 导
角
开
(a )
.m3 1
1 .3 m 1 .55 m
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
隔离器培训资料ppt课件
▪ 漏 电 流：≤10μA
精品课件8
选型要点
▪ 仪表到现场后能否正常的使用，有两个关键点，一：正确的选型是保证 正常使用的前提；二：正确的安装是正常使用的保障。
▪ 针对隔离器的选型，必须向客户询问的几个问题： ▪ 1、输入信号是什么？ ▪ 2、输出信号是什么？ ▪ 3、需要什么样尺寸规格的？ ▪ 4、供电电源是多少？是否需要宽电源？ ▪ 5、前端仪表是两线制还是四线制？ ▪ 6、是否需要一路转两路信号类型？
目录
➢ 隔离器技术的发展 ➢ WS系列隔离器产品概述(知识点4个） ➢ 感性认识 ➢ 宽电源隔离器(知识点2个） ➢ 超薄隔离器(知识点2个） ➢ 防浪涌隔离器(知识点2个） ➢ 隔离器的应用 ➢ 选型要点(知识点6个） ➢ 常见故障分析（知识点3个） ➢ 通过框图认知隔离器（知识点2个） ➢ 相关名词解释（知识点5个）
精品课件10
常见故障分析
隔离器应用分析及解决方案：
二、现场电气控制箱安装位置有限.无法满足隔离器的安装需求.增 加电气箱数量造成成本上升.
解决方案：1、维盛超薄宽电源系列.即能满足业主对于功能上要求还可 以减少投入成本.并且对于现场电源要求低.方便安 装维护等工作
精品课件11
常见故障分析
隔离器应用分析及解决方案：
▪ 特点与优势： ▪ 可以使用在任何工业信号线路中 ▪ 功耗低、响应时间短
▪ 内部电路使用进口名牌IC(集成电路)公司的专用电路，稳定性长、可靠性高。 ▪ 通过欧盟标准的电磁兼容认证 ▪ 体积小适合密集安装；拥有6mm 12.5mm 25.4mm三种规格类型 ▪ 专用IC在功能上诸如长线补偿、恒流驱动、线性化性能齐备 ▪ 测量灵敏、安装简便、牢固耐用、免维护 ▪ 复杂工况解决措施； ▪ 用户至上服务理念； ▪ 价格优势；
光器件基础知识概要
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，光纤b(耦合臂)的输出光功率为，
2(CλL) (3.28a)
2(CλL)
1、 2
a b
a
光功
b
率
a
b
图 3.30 光纤型波分解复用器原理
1 2 1 2 耦合长度
式中，L为耦合器有效作用长度，Cλ为取决于光纤参数和光波长的耦合系数。
光纤
自 聚焦 透 镜
光纤 1
自 聚焦 透 镜分 光片 4
3
2
(a)
(b)
光纤 1、2
自 聚焦 透 镜
2 滤 光片
1
1
23
自聚焦透镜 硅光栅 光纤
1＋2＋3
(c)
(d)
图 3.31
(a) T形耦合器； (b) 定向耦合器； (c) 滤光式解复用器； (d) 光栅式解复
波导型在一片平板衬底上制作所需形状的光波导，衬底作支撑体，又作波导包层。波导的材料 根据器件的功能来选择，一般是2，横截面为矩形或半圆形。图3.32示出波导型T型耦合器、定向耦 合器和用滤光片作为波长选择元件的波分解复用器。
(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。
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
2(CλL) (3.28a)
2(CλL)
1、 2
a b
a
光功
b
率
a
b
图 3.30 光纤型波分解复用器原理
1 2 1 2 耦合长度
式中，L为耦合器有效作用长度，Cλ为取决于光纤参数和光波长的耦合系数。
光纤
自 聚焦 透 镜
光纤 1
自 聚焦 透 镜分 光片 4
3
2
(a)
(b)
光纤 1、2
自 聚焦 透 镜
2 滤 光片
1
1
23
自聚焦透镜 硅光栅 光纤
1＋2＋3
(c)
(d)
图 3.31
(a) T形耦合器； (b) 定向耦合器； (c) 滤光式解复用器； (d) 光栅式解复
波导型在一片平板衬底上制作所需形状的光波导，衬底作支撑体，又作波导包层。波导的材料 根据器件的功能来选择，一般是2，横截面为矩形或半圆形。图3.32示出波导型T型耦合器、定向耦 合器和用滤光片作为波长选择元件的波分解复用器。
(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。
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
光器件基础知识
波分复用器/解复用器(也称合波器/分波器)这是一种与 波长有关的耦合器，见图3.28(d)。波分复用器的功能是把多 个不同波长的发射机输出的光信号组合在一起，输入到一根 光纤；解复用器是把一根光纤输出的多个不同波长的光信号， 分配给不同的接收机。
2.
耦合器的结构有许多种类型，其中比较实用和有发展前 途的有光纤型、微器件型和波导型，图3.29~图 3.32示出这 三种类型的有代表性器件的基本结构。
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。
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
SO P 入射 光
偏振 器
阻塞
法拉 弟 旋转 器
偏振 器 反射 光
图 3.34 隔离器的工作原理
法拉弟旋转器后面跟着的是第二个偏振器， 这个偏振 器的透振方向在45°方向上，因此经过法拉弟旋转器旋转 45°后的光能够顺利地通过第二个偏振器，也就是说光信号 从左到右通过这些器件(即正方向传输)是没有损耗的(插入损 耗除外)。另一方面，假定在右边存在某种反射(比如接头的 反射)， 反射光的偏振态也在45°方向上，当反射光通过法 拉弟旋转器时再继续旋转45°，此时就变成了水平偏振光。 水平偏振光不能通过左面偏振器(第一个偏振器)， 于是就达 到隔离效果。
光器件基础知识培训TOSA ROSA PLC FBT 隔离器 光开关(呼吸与鼻)
医学知识！
5
• IL测量
医学知识！
6
• RL测量
医学知识！
7
• 3、方向性：DIR---Directivity • 4、过盈损耗：EL---Excess Loss
医学知识！
8
• 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。
医学知识！
40
表 3.5 光纤连接器一般性能
医学知识！
41
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。
医学知识！
11
TOSA
医学知识！
12
(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.
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
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。
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
光开关基础知识培训
最大允许光功率（MAOP）：指能从任意通道传输的、可使器件正常工作 而不导致器件或器件的元件永久性传输的最大光功率
Page ▪ 21
产品光路
1×1
Page ▪ 22
1×2
Page ▪ 23
管脚定义说明举例（1×2光开关）：
型号 1×2 锁定 非锁
状态 光 路
A P1-P2 B P1-P3 A P1-P2 B P1-P3
工作原理
反射型
当反射镜置入光路时，光束被反射 进一光路，该光路称为反射通道， 反射镜退出光路时光束耦合进另一 光路，称这一光路为直通通道
透射型
当棱镜置入光路时，光束经过棱镜的折 射，出射光束相对入射光束产生一个错 位，光束耦合进一个光路，该通道称为 透射通道；棱镜退出光路时光束直接耦 合进另一通道，该通道称为直通通道
非锁定式：加电驱动后，保持在一种通光状态，如需保持该状态，需 长期加电。无电驱动或断电后恢复另一种通断状态
Page ▪ 16
特性参数
光纤类型：SM9/125
MM50/125
MM62.5/125
工作电压：实质就是驱动继电器切换工作状态的控制电压，有3V和5V两种 开关类型：实质就是继电器的控制方式，有锁定和非锁定两种
184×78×66-DB25 (N≤45)
184×156×66-DB25 (N≤88)
184×220×66-DB25 (N≤128)
140×77.5×32-DB15-C (N≤16) 140×77.5×64-DB15-C (N≤32)
135×95×32-DB9-CF (M≤3，N≤16)
Page ▪ 39
Pin 1
-V+ -V+
电驱动
状态监测
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产品光路
1×1
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管脚定义说明举例（1×2光开关）：
型号 1×2 锁定 非锁
状态 光 路
A P1-P2 B P1-P3 A P1-P2 B P1-P3
工作原理
反射型
当反射镜置入光路时，光束被反射 进一光路，该光路称为反射通道， 反射镜退出光路时光束耦合进另一 光路，称这一光路为直通通道
透射型
当棱镜置入光路时，光束经过棱镜的折 射，出射光束相对入射光束产生一个错 位，光束耦合进一个光路，该通道称为 透射通道；棱镜退出光路时光束直接耦 合进另一通道，该通道称为直通通道
非锁定式：加电驱动后，保持在一种通光状态，如需保持该状态，需 长期加电。无电驱动或断电后恢复另一种通断状态
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特性参数
光纤类型：SM9/125
MM50/125
MM62.5/125
工作电压：实质就是驱动继电器切换工作状态的控制电压，有3V和5V两种 开关类型：实质就是继电器的控制方式，有锁定和非锁定两种
184×78×66-DB25 (N≤45)
184×156×66-DB25 (N≤88)
184×220×66-DB25 (N≤128)
140×77.5×32-DB15-C (N≤16) 140×77.5×64-DB15-C (N≤32)
135×95×32-DB9-CF (M≤3，N≤16)
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Pin 1
-V+ -V+
电驱动
状态监测
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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
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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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学习笔记 光器件知识
1.光通信用光器件分类:光无源器件Optical Passive Devices （光被动器件）光有源器件Optical Active Devices （光主动器件）1.1简介：光无源器件光纤通信系统中应用的光无源器件有光连接器、光耦合器、光隔离器、光衰减器、光开关，光滤波器和光波分复用器等。
光无源器件在光纤通信系统中的功能是对输入的光信号作被动操作，如光束的分波和合波、分束和合束、光的开关、衰减和偏振控制等。
类似于电子电路中的电阻、电容和电感元件。
1.2简介：光有源器件光纤通信系统中应用的光有源器件有信号光源、泵浦光源、探测器、光调制器和光放大器等。
光有源器件在光纤通信系统中的功能是对光信号作主动操作，包括光信号的发射、探测和放大、光调制和波长变换等。
并非接通电源的光器件都是有源器件。
2.光无源器件详细知识虽然对各种光无源器件的特性有不同的要求，但普遍的要求是插入损耗小、反射损耗大、工作温度范围宽、性能稳定、寿命长、体积小、隔离度高、价格便宜，许多光无源器件还要求便于集成。
2.1光纤连接及光纤连接器2.1.1光纤连接：永久性连接，活动性连接永久性连接主要采用熔接法实现，借助光纤熔接机完成；活动性连接主要利用光纤连接器实现。
2.1.2光纤连接器基本构成：两个配合插头和一个耦合管。
插针体插针体五种结构：套管结构，双锥结构，V型槽结构，球面定心结构，透镜耦合结构连接器种类：性能指标:(A) 插入损耗：心…10 lg ? (dB )(B) 回波损耗：p尺£ = 一1°孑)(C) 重复性和互换性我们的器材参数：所有的光无源器材都是FC/APC接口，光源是FC/PC接口(通过PC-APC跳线转接)。
插入损耗：0.63db左右(以Faraday Rotator为例)回波损耗：60db左右(以Faraday Rotator为例)2.2光耦合器附：光纤分束器是将一根光纤内的波长、能量、偏振等特性进行重新分配到不同光纤的一种器件。
隔离器培训资料
THANKS
谢谢您的观看
隔离器的应用，能够提高电力设备的 安全性和可靠性，保障电力系统的稳 定运行。
通信行业
01
在通信行业中，隔离器被用于通 信设备和网络中，隔离信号和电 路，防止电磁干扰和信号串扰。
02
隔离器的应用，有助于提高通信 设备和网络的性能和稳定性，保 障通信的顺畅和安全。
汽车行业
在汽车行业中，隔离器被用于汽车发动机、底盘、电气系统 等部位，用于隔离高电压和大电流，保护汽车和人身安全。
隔离器的应用，能够提高汽车的安全性和可靠性，保障人们 的出行安全。
03
隔离器的选型与使用
选型原则
根据应用需求选择
根据实际应用需求，如温度、压 力、流量等参数，选择适合的隔
离器型号。
考虑精度和稳定性
在满足应用需求的前提下，尽量选 择精度高、稳定性好的隔离器。
考虑安装与维护
选择易于安装和维护的隔离器，以 降低使用成本。
市场前景分析
市场需求持续增长
01
随着工业自动化和智能化的发展，隔离器的市场需求将持续增
长，尤其在高端应用领域。
技术创新推动市场发展
02
技术创新将不断推动隔离器市场的发展，新产品和技术的出现
将进一步拓展市场空间。
竞争格局竞争格局将日益激烈，企业需要加大技
术研发和创新投入，以保持竞争优势。
05
隔离器的发展趋势与展望
技术创新与升级
高效能
隔离器技术不断向高效能方向发展，提高设备性能和稳定性，降 低能耗和热量产生。
智能化
随着物联网和人工智能技术的融合，隔离器将具备更智能化的功能 ，如自动识别、远程控制和故障诊断等。
微型化
为了满足空间和便携性需求，隔离器正朝着微型化方向发展，减小 设备体积和重量，同时保持高性能。
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光器件基础知识培训隔离器光开关
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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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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
(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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• 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
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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• 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
• 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℃)
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。
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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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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
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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。