光无源器件常见类型

光无源器件就是不含光能源的光功能的器件，是光纤通信设备的重要组成部分，也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件。因其具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点，广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等领域。

光无源器件在光路中都要消耗能量，插入损耗是其主要性能指标。光无源器件包括光纤连接器、光开关、光衰减器、光纤耦合器、波分复用器、光调制器、光滤波器、光隔离器、光环行器等。它们在光路中分别可实现连接、能量衰减、反向隔离、分路或合路、信号调制、滤波等功能。光无源器件有很多种，本文将讲述常用的几种—光纤衰减器、光纤环形器、光纤准直器、光纤隔离器、光纤传感器、光纤合束器和光纤起偏器。

光纤衰减器

光纤衰减器是一种非常重要的纤维光学无源器件，是光纤CATV 中的一个不可缺少的器件。从市场需求的角度看，一方面光衰减器正向着小型化、系列化、低价格方向发展。另一方面由于普通型光衰减器已相当成熟，光衰减器正向着高性能方向发展，如智能化光衰减器，高回损光衰减器等。到目前为止市场上已经形成了固定式、步进可调式、连续可调式及智能型光衰减器四种系列。

任何光纤系统传输数据的能力取决于接收器的光功率，如下图所示，其显示了接收光功率作用下的数据链路误码率。（误码率是信噪比的倒数，例如误码率越高表示信噪比的信号越低。）无论功率过高或者过低都会导致较高的误码率。光无源器件常见类型

功率过高，接收放大器饱和，功率过低，可能会干扰信号产生噪音等问题。光纤衰减器主要用于调整光功率到所需标准。

光纤环形器

光纤环形器为非互易设备，只能沿单方向环行，反方向是隔离的。

光纤环形器除了有多个端口外,其工作原理与光纤隔离器类似,也是一种单项传输器件,主要用于单纤双向传输系统和光分插复用器中。

光纤准直器由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成。它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内。适用于扩展以及校准光纤端的输出光束，或耦合两光纤光束的装置。其为含有光纤以及透镜的组件，且可产生平行光束。若已经制造出光纤准直器，则通过调节光纤以及透镜的位置，获得平行光束，且通常需要极其精密的调整。光纤准直器汇聚的能量越多，就可以形成来源并将此能源透射进光纤端。

光纤准直器可采用不同波长（850nm,980nm,1060nm,1310nm,1550nm)或选用不同光纤类型（单模光纤,多模光纤,PM光纤,以及LMA光纤等）。

光纤隔离器

在CATV光传输系统中，由于光纤活动连接器，光纤熔接头，光学元件的存在和光纤本身的瑞利散射作用，总是存在反射光波，对系统性能产生有害的影响，因此就必须采用光隔离器消除反射波的影响，在光反射机，光放大器中都装有光隔离器。

隔离器由起偏器，旋光器和检偏器三部分组成。起偏器是一种光学器件，当光束入射到它上面时，其输出光束变成了某一方向的线性偏振光，该方向就是起偏器的偏振轴。当入射光的偏振方向与起偏器的偏振轴垂直时光不能通过，因此起偏器又可作检偏器用。旋光器由旋光性材料和套在外面的永久磁铁组成，借助磁光效应，使通过它的光的偏振方向发生一定程度的旋转。

在CATV系统中对光隔离器性能的要求是：正向损耗低、反向隔离度高、回波损耗高、器件体积小、环境性能好。由于光隔离器比较贵重，从成本考虑，一般应用在光源中，光纤线路中不用。如果光隔离器价格便宜，插入损耗又小，可以在线路中应用，以提高系统性能。

光纤传感器

光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，成为被调制的信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展，满足了各类控制装置及系统对信息的获取与传输提出的更高要求，使得各领域的自动化程度越来越高，作为系统信息获取与传输核心器件的光纤传感器的研究非常重要。

光纤合束器是在熔融拉锥光纤束（TFB）的基础上制备的光纤器件。它是将一束光纤剥去涂覆层，然后以一定方式排列在一起，在高温中加热使之熔化，同时向相反方向拉伸光纤束，光纤加热区域熔融成为熔锥光纤束。

根据使用功能分类，光纤合束器可以分为两大类：功率合束器和泵浦合束器。功率合束器就是将多路单模激光合束到一根光纤中输出，用来提高激光的输出功率（也称单模-多模光纤合束器）。泵浦合束器主要是将多路泵浦光合束到一根光纤中输出，主要用来提高泵浦功率（也称多模-多模光纤合束器）。

按照其构成方式也可以分成两类，不包含信号光纤的Nx1光纤合束器和包含信号光纤的（N+1）光纤合束器。

光纤起偏器

偏振光合束器/分束器（PBC/S）可以被用作偏振光合束器将两根PM输入光纤的光束集合至1根单输出光束,或者偏振光分束器将一根输入光纤的光束分离至正交偏振状态的两根输出光纤。这种器件广泛应用于EDFA、耦合器、电信系统中，偏振模式的色散补偿器。

光纤在线起偏器（检偏器）设计用于通过线偏振光，阻止随机偏振光，也可用来增强偏振信号的消光比。工作波长范围最大可达50nm，较高的偏振消光比，极其适合用于光纤网络和偏振测量，特别是偏振分析、控制和监测，在保偏光纤放大器、保偏光纤激光器等产品中应用极广。

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