2光纤光学-无源器件知识分享
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光纤 套管
插针 粘结剂
9
常用光纤接头类型
“/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “/”后面部分表示截面处理工艺
10
连接器型号
“SC” 接头， （Square Connector/ Standard Connector / Subscriber Connector ）是标准方型接头，采用 工程塑料，具有耐高温，不容易氧化 优点。传输设备侧光接口一般用SC接 头
“LC”（Lucent Connector）接头与SC 接头形状相似，较SC接头小一些。
“FC”接头，（ Ferrule Connector ）是 金属接头，一般在ODF侧采用，金属 接头的可插拔次数比塑料要多
“ST”（Straight Tip） 卡接式圆型接 头，金属接头，
11
截面处理工艺
PC： （Physical Contact）其接头截面是平的 回损：>40dB UPC: (Ultra Polished connectors) ，接头是弧形的 回损：50dB~55dB APC: (Angle Polished Connector) ， 截面8度倾斜角接触面 回损：>60dB
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光纤耦合器（Coupler）
光耦合器（Coupler）是一类能使传输中的光信号在特殊结构 的耦合区发生耦合，并进行再分配的器件。从端口形式上划分，它 包括X型(2×2)耦合器、Y形（1×2）耦合器、星形（N×N，N>2） 耦合器以及树形耦合器等。
20
光纤耦合器（Coupler）
1
α
α：耦合分束比，3dB coupler α= 0.5
5
器件参数概念
插入损耗: (Insertion Loss)
光纤无源器件
回波损耗:（Return Loss）
隔离度 (Isolation)
6
光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
率总
附加损耗(Excess Loss，EL)定义为所有输出端口的光功
7
光纤连接器 （Connector）
光连接器件是把两个光纤端面结合在一起，以实 现光纤之间可拆卸（活动）连接的光无源器件，它还 具有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤 与系统和仪表进行活动连接的功能。
影响连接损耗的因素：
光纤连接时，由于光纤纤芯直径、数值孔径、 折射率分布的差异以及横向错位、角度倾斜、端面间 隙、端面形状、端面光洁度等因素的影响，都会产生 连接损耗。
12
光纤连接器一般性能
项目 插入损耗/dB 重复性/dB 互换性/dB 反射损耗/dB
寿命（插拔次数）
工作温度/ºC
型号或材料
PC型 APC型 不锈钢 陶瓷 不锈钢 陶瓷
性能 0.2~0.3
0.1 0.1
>40 >60
10 3 10 4
-20~+70 -40~+80
13
光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
1-α
熔锥形光纤耦合器示意图
光纤耦合器示意图
21
熔融拉锥系统示意图 熔融拉锥法是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定 方式靠拢，在高温下熔融，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，实现传输光功率耦合的一种方法。
22
光纤耦合器的技术参数
（1）插入损耗 （定义同前）
（2）附加损耗
2
光纤无源器件
3
光纤无源器件
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。
光无源器件的功能：
连接 功率耦合 功率调节 单向传输 波长选择 交换、开关
复用、解复用 调制、解调 编码、解码 色散处理 缓存、存储 逻辑处理
17
可变衰减器
(a)光路和结构
厚 薄
(b) 连续衰减片
可变衰减器的衰减量可在一定范围内变化，用 于测量光接收机灵敏度和动态范围。
18
光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
4
光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
光纤光学
光纤无源及有源器件 技术及应用
光纤器件
Leabharlann Baidu用途:
实现光纤中的信号连接、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。
光器件是具有上述一种功能的元器件的总称。
类型：无源 (passive)、有源 (active)
14
光衰减器（Attenuator）
光衰减器主要用于光纤通信系统的特性测试和其他测试中， 是对光功率有一定衰减量的器件。根据衰减量是否变化，可以分 为固定衰减器和可变衰减器。
15
16
固定衰减器
输入光纤 光纤连接器 透镜
衰减部分
输出光纤 透镜 光纤连接器
固定衰减器对光功率衰减量固定不变，主要用于调整 光纤传输线路的光损耗。
光纤 套管
插针 粘结剂
9
常用光纤接头类型
“/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “/”后面部分表示截面处理工艺
10
连接器型号
“SC” 接头， （Square Connector/ Standard Connector / Subscriber Connector ）是标准方型接头，采用 工程塑料，具有耐高温，不容易氧化 优点。传输设备侧光接口一般用SC接 头
“LC”（Lucent Connector）接头与SC 接头形状相似，较SC接头小一些。
“FC”接头，（ Ferrule Connector ）是 金属接头，一般在ODF侧采用，金属 接头的可插拔次数比塑料要多
“ST”（Straight Tip） 卡接式圆型接 头，金属接头，
11
截面处理工艺
PC： （Physical Contact）其接头截面是平的 回损：>40dB UPC: (Ultra Polished connectors) ，接头是弧形的 回损：50dB~55dB APC: (Angle Polished Connector) ， 截面8度倾斜角接触面 回损：>60dB
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光纤耦合器（Coupler）
光耦合器（Coupler）是一类能使传输中的光信号在特殊结构 的耦合区发生耦合，并进行再分配的器件。从端口形式上划分，它 包括X型(2×2)耦合器、Y形（1×2）耦合器、星形（N×N，N>2） 耦合器以及树形耦合器等。
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光纤耦合器（Coupler）
1
α
α：耦合分束比，3dB coupler α= 0.5
5
器件参数概念
插入损耗: (Insertion Loss)
光纤无源器件
回波损耗:（Return Loss）
隔离度 (Isolation)
6
光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
率总
附加损耗(Excess Loss，EL)定义为所有输出端口的光功
7
光纤连接器 （Connector）
光连接器件是把两个光纤端面结合在一起，以实 现光纤之间可拆卸（活动）连接的光无源器件，它还 具有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤 与系统和仪表进行活动连接的功能。
影响连接损耗的因素：
光纤连接时，由于光纤纤芯直径、数值孔径、 折射率分布的差异以及横向错位、角度倾斜、端面间 隙、端面形状、端面光洁度等因素的影响，都会产生 连接损耗。
12
光纤连接器一般性能
项目 插入损耗/dB 重复性/dB 互换性/dB 反射损耗/dB
寿命（插拔次数）
工作温度/ºC
型号或材料
PC型 APC型 不锈钢 陶瓷 不锈钢 陶瓷
性能 0.2~0.3
0.1 0.1
>40 >60
10 3 10 4
-20~+70 -40~+80
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光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
1-α
熔锥形光纤耦合器示意图
光纤耦合器示意图
21
熔融拉锥系统示意图 熔融拉锥法是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定 方式靠拢，在高温下熔融，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，实现传输光功率耦合的一种方法。
22
光纤耦合器的技术参数
（1）插入损耗 （定义同前）
（2）附加损耗
2
光纤无源器件
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光纤无源器件
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。
光无源器件的功能：
连接 功率耦合 功率调节 单向传输 波长选择 交换、开关
复用、解复用 调制、解调 编码、解码 色散处理 缓存、存储 逻辑处理
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可变衰减器
(a)光路和结构
厚 薄
(b) 连续衰减片
可变衰减器的衰减量可在一定范围内变化，用 于测量光接收机灵敏度和动态范围。
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光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
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光纤无源器件
光连接器 Connector 光衰减器 Attenuator 光耦合器 Coupler 复用器、解复用器 Multiplexer / Demultiplexer 光隔离器 Isolator 环行器 Circulator 光起偏器Polarizer 偏振控制器 Polarization Controller 滤波器 Filter 光开关 Switches
光纤光学
光纤无源及有源器件 技术及应用
光纤器件
Leabharlann Baidu用途:
实现光纤中的信号连接、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。
光器件是具有上述一种功能的元器件的总称。
类型：无源 (passive)、有源 (active)
14
光衰减器（Attenuator）
光衰减器主要用于光纤通信系统的特性测试和其他测试中， 是对光功率有一定衰减量的器件。根据衰减量是否变化，可以分 为固定衰减器和可变衰减器。
15
16
固定衰减器
输入光纤 光纤连接器 透镜
衰减部分
输出光纤 透镜 光纤连接器
固定衰减器对光功率衰减量固定不变，主要用于调整 光纤传输线路的光损耗。