光无源器件

14
IL、RL Test 损、回损测试
插
13
12
Geometric Inspection 几何尺寸检查 Apex Offset同心度、Fiber Height光纤高度等检测
Components Ass„y 散件件组装 插芯、弹簧插进衬套架，凹槽与凸耳对齐 衬套架螺纹的中间部位滴487胶 旋入插入件，烤箱固化13分中以上 29
7/16/2013 Page 18
连接器（Connector）
部分连接器图例
SC/PC
7/16/2013 Page
SC/APC
19
连接器（Connector）
FC/PC
7/16/2013 Page
FC/APC
20
连接器（Connector）
LC/PC
7/16/2013 Page
LC/APC
21
7/16/2013
Page
8
光纤准直器（Collimator)
制作工艺 Lens组装
UV胶
玻璃管
Lens Epoxy环氧树脂
7/16/2013
Page
9
光纤准直器（Collimator)
制作工艺 Pigtail组装
斜面对齐
对齐后作标记
7/16/2013 Page 10
光纤准直器（Collimator)
滑移胶尾/衬套架和 弹簧到光纤
2
缠绕带系住光纤 Fiber Stripping 尾光纤剥纤 裸光纤不可暴露1小时以上
7
Curing the Epoxy 固化487胶 固化时间超过15分钟 Epoxy呈暗褐色时取出 用红宝石刀头部光纤切断 Insert the Fiber 插入尾光纤 插针插入后旋转360度 Ferrule Pre-Heating插 针套预热
7/16/2013
Page
31
光耦合器（Coupler）
耦合器件的定义以及种类
光耦合器是重要的无源器件，可是传输中的光信号在特殊结构的耦合 区发生耦合，然后进行再分配。
种类从功能上分光功率（Splitter）和光波长分配耦合器（WDM Coupler）；从端口形式可分为X形、Y形、星形以及树形耦合器； 从工作带宽分窄带耦合器、单工作窗口宽带耦合器、双工作窗口的宽 带耦合器；从传导光模式分多模耦合器、单模耦合器。 熔融拉锥型全光纤耦合器应为其良好的综合优势成为现在制作耦合器 的主要方法。JDSU主要制造此类Coupler，为本章节专讲内容。
Page
折射率径向变 化示意图
7
光纤准直器（Collimator)
种类
• C-Lens光纤准直器: Cylindrical-Lens,球端面透镜技术准直器 • G-Lens光纤准直器: Grin Lens,斜端面折射率径向渐变技术准直器 C-Lens 可通过增大端面曲率半径来增加工作距离，比G-Lens 改变参数相对容易，长工作距离应用中具有优势，而在普通应 用中，也因其成本优势受到欢迎。只是在Filter 型WDM 中，需 要在透镜的端面粘贴滤波片，Grin-Lens端面为平面易于贴片。
原理与作用
光纤准直器的基本原理是，将光纤端面置于准直透镜的焦点处， 使光束得到准直，然后在焦点附近轻微调节光纤端面位置，得 到所需工作距离，因此准直器的工作距离与光纤头和透镜的间 距L 相关。 光纤准直器的作用是将光纤输出的束腰半径较小而发散角较大 的近似高斯光束转化为腰斑较大而发散角较小的光束，以增加 对轴向间距的容查从而提高光纤与光纤之间的耦合效率，这样
7/16/2013
Page
37
光耦合器（Coupler）
耦合机理示意图(1X2 Single为例)
背散射臂
耦合区
耦合臂
形成新的全反射
单模输入光 输入臂 （小角度单一路径）
7/16/2013
e、裸光纤转换器（Bare Fiber Adaptor）
使裸光纤与光源、探测器、各类光仪表连接的器件
7/16/2013 Page 2、固定连接器：主要为光纤熔接（Fiber Fusing Splicing）
Baidu Nhomakorabea
15
连接器（Connector）
基本制造类型
序号 按ferrule插针分类 1 2 3 4 5 6 ø2.5mm陶瓷 ø1.25mm陶瓷 ø2.0mm陶瓷 ø3.17 mm陶瓷 方型塑料插芯 双锥插芯 SC LC D4 SMA905 MT （老式连接器） SMA906 MT-RJ MPX MPT FC MU ST 类型 ESCON E2000 BSC2 DIN
Page 3
概述
PPT内容介绍
• 各种无源器件的基本原理
• 各种无源器件的种类
• 举例介绍具体无源器件的制作工艺 • 各种无源器件的性能技术指标
7/16/2013
Page
4
光纤准直器（Collimator)
1. 光纤准直器（Fiber Collimator）
7/16/2013
Page
5
光纤准直器（Collimator)
接上页 9
Angle Tuning 插针角度调整
17
Packing 包装
16
Final Visual Inspection 插损、回损测试
调整插针方向以得到最小损耗
10
Apply Serial No. Label 贴产品序列号
15
IL、RL Test 损、回损测试
插
11
Visual Inspection 端面目视检查 检查插针端部凹痕、刮痕、 缺口、裂缝、污染等
7/16/2013
Page
连接器（Connector）
主要性能技术指标 1、插入损耗（Insertion Loss)
2、回波损耗（Return Loss）
3、重复损耗：多次插拔的损耗 4、互换损耗：连接器部件互换时损耗
7/16/2013
Page
30
光耦合器（Coupler）
3. 光耦合器（Coupler）
LC/PC连接器组装结构
组装前
组装后
7/16/2013
Page
27
连接器（Connector）
连接器制作工艺（LC/PC）
1
Pre-Assembly 散件预装配
接下页
8
Polishing 研磨
换砂纸时吹干砂纸盘盘 要分清研磨治具角度 砂纸需加去离子水 分清粗模、精磨、细磨、抛光用砂纸
胶尾套在衬套架上
7/16/2013
Page
35
光耦合器（Coupler）
光线的传播
2. Skew Ray斜光线的传播（射入角大于子午线，不与光纤轴相交）
7/16/2013
Page
36
光耦合器（Coupler）
耦合机理：（单模光纤耦合器）
耦合即是入射光功率在熔融拉锥区域进行功率再分配，一部分通过 “直通臂”继续传输，另一部分由“耦合臂”传到另一光路。 基本原理是：当光线输入进入熔锥区输入端时，由于纤芯的不断变 细，入射角度也不断变大，当超过全反射的角度临界点时，会有部 分的光功率会逸出“输入臂”熔锥区的光纤包层，这时光功率是以包 层作为芯，纤外介质（空气）作为新的复合波导中传播的；在输出 端，随着纤芯变粗，入射角度逐渐变小，光功率被两个纤芯以特定 的比率捕获。
7/16/2013
光纤准直器（Fiber Collimators ） 光纤连接器（Connector） 光耦合器件（Coupler） 光衰减器（Attenuator） 光隔离器（Isolator） 光波分复用器（WDM） 偏振光合波器（PBC） 光开关(Switch) 光环形器（Circulator）
7/16/2013
Page
16
连接器（Connector） 各种制造标准
类型 厂商 FC&SC NTT ST LC MU D4 DIN&E2000 BSC2 Diamond Molex MPX MT-RJ VF-45
AT&T Lucent NTT NEC
AMP AMP&Stratos Siemeas
7/16/2013
Page
14
连接器（Connector）
种类
1、活动连接器： a、连接器插头（Plug Connector）
使光纤（缆）在转换器或变换器中完成插拔功能的器件
b、转换器（Adaptor） 把光纤（缆）插头连接在一起，从而实现光纤接通的器件 c、跳线（Jumper Connector） 一根光纤（缆）的两端都装上插头 d、变换器（Converter） 使某种型号的插头换成另一种型号插头的器件
7/16/2013
Page
32
光耦合器（Coupler）
熔融拉锥型全光纤耦合器的优势
1、极低的附加损耗：标准X型可达到0.05dB以下；
2、方向性好：一般超过60dB; 3、良好的环境稳定性：例如在-40度－85度范围内可 保持稳定的工作特性； 4、控制方法简单、灵活；
5、成本低廉：原料为一般光纤，自动化程度高，成品
率高。
7/16/2013 Page 33
光耦合器（Coupler）
光纤结构示意图
Coating包胶层
Cladding涂覆层
Core纤芯
7/16/2013
Page
34
光耦合器（Coupler）
光线的传播
1. Meridional Ray子午光线的传播（总与光纤轴相交）
Cladding
Cladding
Note: SFF Connector: Small Form Factor (1.25mm ferrule OD). 7/16/2013 Page
F3000/APC
25
连接器（Connector）
插针套筒式连接器示意图
插针 插针B
插针A
光纤
7/16/2013
Page
26
连接器（Connector）
连接器（Connector）
MU/PC
7/16/2013 Page
MU/APC
22
连接器（Connector）
ST/PC
7/16/2013 Page 23
连接器（Connector）
E2000/PC
7/16/2013 Page
E2000/APC
24
连接器（Connector）
F3000/PC
制作工艺 Lens Holder套管组装
Lens Holder
7/16/2013
Page
11
光纤准直器（Collimator) 主要性能技术指标：
1. 2. 3. 4. 5. Wavelength（波长） = 1520 ~ 1580 nm Insertion Loss（插入损耗） < 0.15 dB Return Loss（回波损耗） > 65 dB Tensile Load （拉力）> 5 N Working Distance（工作距离）: 10 mm
3
Prepare Epoxy487 Epoxy胶调配 需充分搅拌
6
4
Apply Epoxy into ferrule hole 涂487胶进插针孔 针头尽量插进插孔内并形成明显滴珠 插芯上的金属部分尾端点少量胶 7/16/2013
5
Page
预热不可超出8-10秒 28
连接器（Connector）
连接器制作工艺（LC/PC）
7/16/2013
Page
17
连接器（Connector）
插针端面
PC：
Non-angled Physical Contact connector
无角度接触连接器
APC： Angled Physical Contact connector
有角度接触连接器
这里端面一般为球面，球面增加回损。比较两种连接器， APC斜球端面连接器可以在接触时产生更大的回波损耗， 其数值可以达到50-70dB，而一般的PC端面连接器回损约 为30-40dB，只是由于角度位置的要求，APC连接器制作 工艺会稍微复杂。
可使两准直器之间保持较长的距离，可以插入光学元件以实现
器件性能。如下图所示；
7/16/2013 Page 6
光纤准直器（Collimator)
原理示意图
束腰半径小 发散角大
近高斯光束 腰斑较大 发散角小
Fiber Pigtail 光纤尾纤
7/16/2013
Grin Lens Glass Sleeve （1/4透镜） 玻璃套管
Optical Passive Devices
光无源器件
7/16/2013
Page
1
概述
简介
• 是一种光学元器件 • 工艺原理遵循光学的基本原理，即光线理论 以及电磁波理论 • 光通信设备的重要组成部分
• 工艺涉及多种加工工艺，特别复杂
7/16/2013
Page
2
概述
光无源器件主要分为以下几种
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
7/16/2013
Page
12
连接器（Connector）
2. 连接器（Connector）
7/16/2013
Page
13
连接器（Connector）
基本原理
光纤连接器的基本原理是采用某种机械和光学机 构，是两根光纤的纤心对准，保证90％以上的光 可以通过。
光纤连接器是光学元器件中的基础元件，除了实 现光纤之间的连接外，它还具有将光纤光缆、有 源器件、其他无源器件、系统与仪表实现连接的 功能。