第五章无源光器件
光无源器件研究报告
光无源器件研究报告近年来，随着通信技术的快速发展，人们对光通信技术的研究和应用越来越广泛。
而光无源器件作为光通信系统中重要的组成部分，对于提高光通信的性能和稳定性具有重要的意义。
本文将介绍光无源器件的研究现状和发展趋势。
一、光无源器件的定义和分类光无源器件是指无需外部能量输入即可实现光信号处理的元器件。
它不需要任何电、磁或化学能量的输入，只需要利用光本身的特性完成光信号的处理。
光无源器件广泛应用于光通信、光存储、光计算等领域。
根据不同的工作原理，光无源器件可以分为几种类型，如：1. 光纤光纤是一种将光信号传输到目的地的无源设备。
光纤具有低损耗、高速率和抗电磁干扰等特点，因此它广泛应用于光通信系统中。
一般来讲，光纤可分为单模光纤和多模光纤两种。
其中，单模光纤适合远距离传输，而多模光纤适合短距离传输。
2. 光栅光栅是一种将光信号进行处理的器件。
它通常由一系列的反射棱镜组成，可以用来扩展、稳定和调制光信号。
光栅广泛应用于激光系统、治疗仪器和光谱仪等领域。
3. 光衰减器光衰减器是一种可以调节光的强度的器件。
它可用来控制光信号的输出功率，从而保证通信系统的正常运行。
光衰减器通常由气体、固体材料或半导体材料构成。
4. 光开关光开关是一种可以控制光线的传输路径的器件。
它通过调节光的传输路径来进行光信号的切换和路由。
光开关广泛应用于网络通信、光计算和光传感器等领域。
近年来，随着通信技术的快速发展，人们对光无源器件的研究越来越深入。
目前，研究人员主要关注以下几个方面：1. 新型光无源器件的研发为了提高光通信系统的性能和稳定性，研究人员一直在努力研发新型的光无源器件。
这些新型器件具有更高的灵敏度、更低的损耗和更广泛的应用范围，并且可以适应不同的光通信需求。
除了研发新型器件之外，研究人员还在努力优化现有的光无源器件。
通过改进设备的结构和材料，研究人员可以提高器件的性能和工作效率，并提高器件的可靠性和稳定性。
随着通信设备越来越小、越来越便携，研究人员也在努力实现光无源器件的集成化。
光无源器件介绍范文
光无源器件介绍范文光无源器件是指无需外界能源输入即可以产生、控制、处理或传输光信号的器件。
它们在光通信、光传感、光储存、激光装置等领域具有重要应用价值。
本文将详细介绍几种常见的光无源器件，包括光纤、光栅、偏振器件、光耦合器件和光探测器等。
首先，光纤是一种常见的光无源传输介质。
它具有优异的光学特性，可以实现长距离、高速、低损耗的光信号传输。
光纤通信系统中的核心部件就是光纤。
光纤根据其结构可以分为多模光纤和单模光纤。
多模光纤通常用于短距离通信，而单模光纤适用于长距离通信。
光纤的制作工艺和材料技术的不断进步使得光纤通信系统性能不断提升。
其次，光栅是另一种常见的光无源器件。
光栅是在光介质中周期性变化的折射率结构，可以对入射光进行衍射和反射。
光栅可以用于光谱分析、光信号处理和光波波长选择等应用。
根据光栅的结构可以分为吸收光栅和反射光栅。
吸收光栅通过调整折射率分布来实现频率选择，反射光栅则通过反射光波形成波束宽度调制。
光栅可以实现光信号的分光、滤波和耦合等功能。
再次，偏振器件是用于控制和调整光波偏振状态的器件。
偏振器件根据其工作原理可以分为吸收式偏振器、分束偏振器和光学偏振调制器。
吸收式偏振器通过吸收非期望偏振分量来实现偏振分离。
分束偏振器通过折射率分布的改变实现光波的分离。
光学偏振调制器则通过改变材料的光学特性或施加电场来调制光的偏振状态。
其次，光耦合器件用于实现不同光波的耦合和分离。
光耦合器按照其结构和工作原理可分为分离型光耦合器和集成型光耦合器。
分离型光耦合器通过光波的反射和折射实现光波的耦合。
集成型光耦合器则通过光导波结构的耦合来实现不同波长光波的耦合和分离。
光耦合器为光通信和光传感等系统提供了重要的互连和耦合功能。
最后，光探测器是一种用于接收光信号并转换为电信号的器件。
根据工作原理，光探测器可分为光电二极管、光电导探测器和光电子倍增器等。
光电二极管是最常见的光探测器，它利用内建电场将吸收的光电子转化为电流。
光纤光学课后习题答案
光纤光学课后习题答案【篇一：光纤通信课后答案人民邮电出版社】ass=txt>第一章基本理论1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么？答：当归一化频率v小于二阶模lp11归一化截止频率，即0＜v＜2.40483时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。
2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响？答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
3、光纤中有哪几种色散？解释其含义。
答：（1）模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。
（2）材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。
（3）波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。
5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响？答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。
6、单模光纤有哪几类？答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。
12、光缆由哪几部分组成？答：加强件、缆芯、外护层。
*、光纤优点：巨大带宽（200thz）、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。
*、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。
引起光纤损耗的因素：本征损耗、制造损耗、附加损耗。
*、光纤色散：由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。
引起光纤色散的因素：光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。
光纤通信系统 51光隔离器
f 0.125±0.001
4
套管
常用开口套管，选用弹性好的材料如磷
青铜、铍青铜、氧化锆陶瓷制作
0.005±0.0001
f
3.2
+0 0.02
f
2.5
0.002 0.007
双锥结构
利用锥面定位 光纤
双锥 套筒
光纤
锥型 插针
V型槽结构
插针 光纤
压盖 V形槽
主要性能指标
插入损耗：一般在0.5dB以下。
有源器件(active device)：如激光器、光 电检测器、光放大器等。
无源器件(passive device)：如光隔离器、 光耦合器、光环形器等实现连接光路、 分配光功率以及合波和分波等作用。
主要内容
一、光隔离器和光环形器 二、光纤的连接 三、光衰减器和光开关 四、光纤耦合器 五、光纤光栅 六、波分复用器件 七、平面及矩形光波导技术及器件 八、光放大器 九、色散补偿技术
端 x口
1 23 4 5 6
端 口
1
2
3
4
z
y
分束/合束镜
将任意状态的输入光变成分解成两束偏 振方向垂直的偏振分量
双折射平行平板、楔形双折射晶体
偏振旋转镜
90度非互易旋转器
端口1→端口2
端 x口
1 23 4 5 6
端 口
1
2
3
4
z
y
端口2→端口3
端 x口
1 23 4 5 6
端 口
1
2
指在光隔离器通光方向上传输的光信号由 于引入光隔离器而产生的附加损耗。
IL = 10 log Po
(dB)
Pi
Pi
光纤通信复习（各章复习要点）
光纤通信复习（各章复习要点）光纤通信复习（各章复习要点）第⼀章光纤的基本理论1、光纤的结构以及各部分所⽤材料成分2、光纤的种类3、光纤的数值孔径与相对折射率差4、光纤的⾊散5、渐变光纤6、单模光纤的带宽计算7、光纤的损耗谱8、多模光纤归⼀化频率，模的数量第⼆章光源和光发射机1、光纤通信中的光源2、LD的P-I曲线，测量Ith做法3、半导体激光器的有源区4、激光器的输出功率与温度关系5、激光器的发射中⼼波长与温度的关系6、发光⼆极管⼀般采⽤的结构7、光源的调制8、从阶跃响应的瞬态分析⼊⼿，对LD数字调制过程出现的电光延迟和张弛振荡的瞬态性质分析（p76）9、曼彻斯特码10、DFB激光器第三章光接收机1、光接收机的主要性能指标2、光接收机主要包括光电变换、放⼤、均衡和再⽣等部分3、光电检测器的两种类型4、光电⼆极管利⽤PN结的什么效应第四章光纤通信系统1、光纤通信系统及其⽹管OAM2、SDH系统3、再⽣段距离的设计分两种情况4、EDFA第五章⽆源光器件和WDM1、⼏个常⽤性能参数2、波分复⽤器的复⽤信道的参考频率和最⼩间隔3、啁啾光纤光栅4、光环形器的各组成部分的功能及⼯作原理其他1、光孤⼦2、中英⽂全称：DWDM 、EDFA 、OADM 、SDH 、SOA第⼀章习题⼀、单选题1、阶跃光纤中的传输模式是靠光射线在纤芯和包层的界⾯上（B）⽽是能量集中在芯⼦之中传输。
A、半反射B、全反射C、全折射D、半折射2、多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是（A）的。
A、连续变化B、恒定不变C、间断变换D、基本不变3、⽬前，光纤在（B）nm处的损耗可以做到0.2dB/nm左右，接近光纤损耗的理论极限值。
A、1050B、1550C、2050D、25504、普通⽯英光纤在波长（A）nm附近波导⾊散与材料⾊散可以相互抵消，使⼆者总的⾊散为零。
A、1310B、2310C、3310D、43105、⾮零⾊散位移单模光纤也称为（D）光纤，是为适应波分复⽤传输系统设计和制造的新型光纤。
光无源器件的技术分析
光无源器件的技术分析光无源器件是指在光通信和光网络中，不需要外部能量输入就能起作用的光学器件，例如光纤、分光器和波长分复用器等。
这些器件在光通信和光网络中起着至关重要的作用，它们的性能直接影响到整个系统的性能和稳定性。
本文将对光无源器件的技术进行分析，探讨其应用领域、性能特点和发展趋势。
一、光无源器件的应用领域光无源器件广泛应用于光通信和光网络领域，包括光纤通信系统、光纤传感系统、光纤传输系统、光纤传感测量系统等。
在光纤通信系统中，光纤作为光信号的传输介质，承担着传输和接收光信号的任务；而分光器和波长分复用器等器件则用于对光信号进行分配、合并和波长分复用。
在光纤传感系统中，光纤传感器借助于光无源器件对光信号进行传输和检测，实现对环境参数的实时监测。
二、光无源器件的性能特点1. 低损耗：光无源器件在光信号的传输和处理过程中，尽可能地减少能量损耗，保证光信号的传输稳定和可靠。
2. 增益均匀：光无源器件对光信号进行分配、合并和波长分复用时，能够保持光信号的增益均匀，保证传输系统的性能稳定。
3. 高灵敏度：光无源器件在提取和传输光信号时，对光信号的灵敏度高，能够快速、准确地传输光信号。
4. 高波长选择性：光无源器件对不同波长的光信号具有高度的选择性，能够对不同波长的光信号进行准确的分配和合并。
5. 高可靠性：光无源器件的制作工艺和材料选择经过严格的筛选和测试，保证其在光通信和光网络系统中具有高可靠性和长寿命。
三、光无源器件的发展趋势1. 高性能化：随着光通信和光网络技术的不断发展，光无源器件的要求也越来越高，未来光无源器件将不断追求更高的性能，包括更低的损耗、更高的增益均匀性、更高的波长选择性和更高的可靠性。
2. 多功能化：未来光无源器件将趋向于多功能化，能够实现多种功能的器件，例如光纤传输系统中的光纤分光合并器将具有分光、合并和波长分复用的功能。
3. 集成化：随着微纳光电子器件和光学集成技术的不断发展，未来光无源器件将趋向于集成化，实现多种功能的集成器件。
光纤通信第五章_光纤线路技术及器件光衰减器PPT课件
原理：光学分束原理、消逝场耦合原理
微透镜耦合型
自聚焦棒耦合型
融锥型
波导型
应力型
主要参数
分光比： 定义为耦合器各输出端口的输出功率的
比值，具体应用中常用相对输出总功率 的百分比来表示，如50:50、80:20、 25:25:25:25等，或用各端口之间输出功 率之比表示，如1:1、4:1、1:1:1:1等。
交换粒度：反映了光开关交换业务的灵活 性。分为三类：波长交换、波长组交换和 光纤交换。
升级能力：增加光开关的容量。
可靠性：要求具有良好的稳定性和可靠性
光开关类型
依据原理可分为：机械光开关、热光开 关、电光开关和声光开关。
依据交换介质可分为：自由空间交换光 开关和波导交换光开关。
常用的光开关有：MEMS光开关、喷墨 气泡光开关、热光效应光开关、液晶光 开关、全息光开关、声光开关、液体光 栅光开关、SOA光开关等。
以硅为主要材料，机械电器性能优良：硅的强 度、硬度和杨氏模量与铁相当，密度类似铝， 热传导率接近钼和钨。
批量生产：用硅微加工工艺在一片硅片上可同 时制造成百上千个，成本大大降低生产。
集成化：可以把不同种类传感器或执行器集成 于一体，形成微传感器阵列、微执行器阵列。
多学科交叉：涉及电子、机械、材料、制造、 信息与自动控制、物理、化学和生物等学科。
1N MEMS Switch
微反射镜
光纤耦合器(Optical fiber coupler)
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。在耦合 的过程中，信号的波谱成分没有发生变化， 变化的只是信号的光功率。
光无源器件概述
光纤耦合器的技术参数
(6) 工作波长范围
工作波长范围是指无源器件能够按照规定的性能要求下 工作的波长范围(λmin到λmax)。
20
2×2光纤耦合器内的光功率分布
P2 P0 sin 2 z 是耦合系数
P1 P0 P2 P0 1 sin2 z
p0 cos2 z
光功率分配的百分比
光纤隔离器示意图
32
光环形器
光环形器是由多个光隔离器单元组合而成的、控制 光束传播方向的无源器件。
三端口光环形器
四端口光环形器
光纤环形器示意图
箭头方向代表了允许光传输的方向。
33
2
光发射机1
1 3
2 3 光发射机2 1
光接收机1
光接收机2
光环行器用于双向传输系统
34
光衰减器
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。
7
光纤连接器示意图
光纤
套管
插针 粘结剂
精密套管结构连接器简图
8
光纤连接器特性
评价一个连接器的主要指标有4个，即插入损耗、回波损耗、 重复性和互换性。
(1) 插入损耗 插入损耗是指由于增加光无源器件而产生的附 加损耗，定义为该无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，
通常用dB表示，即
10 lg Pi (dB)
Po
其中Pi为发送进输入端口的光功率；Po为从输出端口接收到 的光功率。
9
光纤连接器特性
(2) 回波损耗 回波损耗又称为后向反射损耗。它是指光纤连 接处，后向反射光对输入光的比率的分贝数，表达式为：
实验五光无源器件特性测试实验
实验五-光无源器件特性测试实验实验五：光无源器件特性测试实验一、实验目的1.掌握光无源器件的基本特性测试方法；2.熟悉光无源器件的性能指标；3.学习并掌握光损耗测试、光回波损耗测试、光方向性测试等基本光无源器件测试方法。
二、实验原理光无源器件是构成光通信网络不可或缺的部分，其特性测试对于确保系统的稳定性和性能至关重要。
实验中，我们将对光损耗、光回波损耗和光方向性等关键指标进行测试。
1.光损耗：光损耗是指光在传输过程中，由于各种原因导致的光功率减弱。
实验中，我们通过测量输入光功率和输出光功率之差，得到器件的光损耗。
2.光回波损耗：光回波损耗是指反射回来的光功率与入射光功率之比。
高回波损耗意味着低反射，有助于减少光信号的散射和增强系统的稳定性。
3.光方向性：光方向性描述了光在特定方向上的传播能力。
实验中，我们通过测量器件在不同角度上的透射和反射光功率，评估其方向性。
三、实验步骤1.搭建测试平台：准备好测试所需的设备和器材，包括光源、光功率计、稳定光源、光无源器件待测件、光纤跳线等。
2.初始化：对测试平台进行初始化，包括连接光纤、设置光源波长等。
3.测试光损耗：首先，调整好光源的输出功率，将稳定光源的光纤连接到光无源器件的输入端，同时将光功率计连接到输出端，测量原始的光功率P1；然后，将待测件插入到稳定光源与光功率计之间，再次测量输出光功率P2；最后，通过计算P1和P2的差值，得到光损耗=10*log10(P1/P2)。
4.测试光回波损耗：将稳定光源的光纤连接到光无源器件的输入端，同时将回波损耗仪连接到输出端，测量回波损耗值。
5.测试光方向性：通过旋转待测件，在不同角度上测量透射和反射光功率，并记录数据。
通常以角度为横坐标，以功率为纵坐标绘制曲线图，即可得到光方向性的结果。
6.数据处理与分析：对测试得到的数据进行分析，评估待测件的性能。
对比同类型器件的测试结果，可以对器件进行优化或改进设计。
7.清理现场：实验结束后，关闭设备并整理现场。
《光无源器件》课件
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汇报人：PPT
目录 /目录
01
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04
光无源器件的 应用场景
02
光无源器件概 述
05
光无源器件的 市场分析
03
光无源器件的 原理与技术
06
光无源器件的 挑战与前景
01 添加章节标题
02 光无源器件概述
性能参数
光功率：表示光无源器件的输出光功率 光损耗：表示光无源器件的损耗程度 光隔离度：表示光无源器件的隔离性能 光稳定性：表示光无源器件的稳定性能
0应用
光纤通信：光无源 器件在光纤通信系 统中的应用广泛， 如光纤耦合器、光 纤分路器等。
光传输系统：光无 源器件在光传输系 统中的应用，如光 放大器、光调制器 等。
定义与分类
光无源器件：指在光通信系统中，不需 要外部电源即可工作的器件
分类：根据功能不同，可以分为光分路 器、光隔离器、光耦合器等
光分路器：用于将光信号分成多路，实 现光信号的分配和复用
光隔离器：用于防止光信号的反射和回 波，保证光信号的传输质量
光耦合器：用于将光信号从一个光纤传 输到另一个光纤，实现光信号的耦合和 分离
市场需求：光无源器件的市场需求尚未完全打开，需要加大市场推广力度 政策支持：政府对光无源器件产业的政策支持力度有待加强，需要争取更 多的政策支持
技术创新与突破方向
提高光无源器件的性能和稳定 性
降低光无源器件的成本和功耗
开发新型光无源器件，如光子 晶体、光子集成电路等
研究光无源器件在5G、物联网、 人工智能等领域的应用
添加标题
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光纤技术复习资料全
《光纤技术》复习资料第一章 绪论要求：1、了解光纤的基本结构和基本特性；2、充分认识光纤传感和光纤通信在现代工农业生产、军事、科研及日常生活中的作用和地位，明确学习目的；3、了解光纤技术的发展动向；4、知道本课程的学习方法。
具体：1、光纤的定义：光纤是“光导纤维”的简称，是指能够约束并导引光波在其内部或表面附近沿轴线方向传播的传输介质。
2、光纤的结构：主要由纤芯、包层和涂敷层构成。
其中纤芯的折射率比包层要高。
纤芯和包层的折射率差引起光在纤芯内发生全内反射，从而使光在纤芯内传播。
3、通信光纤的标准包层直径是125m μ，涂敷层的直径大约是250m μ。
4、常用的光纤材料有纯石英（2SiO ）、玻璃和塑料。
5、列举光纤相对于金属导线的优点（至少5点）：如容量大、抗电磁干扰、电绝缘、本质安全；灵敏度高；体积小、重量轻、可绕曲；测量对象广泛；对被测介质影响小；便于复用，便于成网；损耗低；防水、防火、耐腐蚀；成本低、储量丰富等。
6、光纤通信所占的波长范围大概是0817..m :。
7、1953年，在伦敦皇家科学技术学院开发出了用不同光学玻璃作纤芯和包层的包层纤维，由此导致光纤的诞生。
8、1966年，光纤之父高锟博士深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题，发现这种玻璃纤维引起光损耗的主要原因。
9、目前，F T T H （光纤到户）是宽带接入的一种理想模式，各国发展迅猛。
10、目前流行的“三网合一”指的是将现存三个网络：电信网、有线电视网和计算机网的信号在同一个光纤网络中传输。
11、光纤被喻为信息时代的神经。
第二章 光纤拉制及成缆要求：1、了解光纤的分类方法和光纤的种类，理解各种不同种类光纤之间的区别及每种光纤的特点；2、知道光纤的制作材料及要求；3、了解光纤预制棒的制造原理和工艺；4、知道各种光缆结构和材料的用途。
具体：1、 光纤的分类：按照光纤横截面折射率分布不同分为：阶跃光纤和渐变光纤（折射率在纤芯中保持恒定，在芯与包层界面突变的光纤称为阶跃光纤，折射率在纤芯内按某种规律逐渐降低的光纤称为渐变光纤。
无源光器件
无源光器件（Optical Passive Devices）简介:又称为光无源器件，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。
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。
其结构图如下：无源光器件原理、作用、种类以及应用简介光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分。
它是一种光学元器件，其工艺原理遵守光学的基本规律及光线理论和电磁波理论、各项技术指标、多种计算公式和各种测试方法，与纤维光学、集成光学息息相关；因此它与电无源器件有本质的区别。
无源光器件的种类繁多，功能及形式各异，但在光纤通信网络里是一种使用性很强的不可缺少的器件，而在光纤有线电视中，起着连接、分配、隔离、滤波等作用。
作用概括起来主要是：连接光波导或光路；控制光的传播方向；控制光功率的分配；控制光波导之间、器件之间和光波导与器件之间的光耦合；以及合波和分波等作用。
光无源器件有很多种，分别是：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）；在此只介绍几种常见的无源光器件，其余的不再一一介绍。
1、光纤连接器：又称光纤活动连接器，俗称活动接头，用于设备与光纤之间的连接。
光纤连接器的作用是将需要连接起来的单根或多根光纤芯线的断面对准、贴紧，并能多次使用。
2、光纤分路器及耦合器：光纤耦合器，将不同方向的光信号耦合(光纤flash\光纤耦合器SWF )送入一根光纤中传输，或者相反。
常用的三极管光耦合器结构图如下：3、光合波器、光分波器：光合波器和光分波器是用于波分复用等传输方式中的无源光器件.可将不同波长的多个光信号合并在一起耦合到一根光纤中传输，或者反过来说，将从一根光纤传输来的不同波长的复合光信号，按不同光波长分开。
浅谈光纤通信有源器件与无源器件
浅谈光纤通信有源器件与无源器件任课教师学院班级姓名学号日期2016年05月18日目录1 引言 (1)2光有源器件 (1)2.1 光有源器件简介 (1)2.2 光纤激光器 (1)2.3光纤放大器 (3)2.4 全光波长变换器 (4)2.5光检测器 (4)3 光无源器件 (5)3.1 光无源器件简介 (5)3.2 光纤活动连接器 (6)3.3 跳线 (6)3.4 转换器 (7)3.5 变换器 (8)3.6光纤活动连接器的表征指标 (9)3.6.1插入损耗 (9)3.6.2回波损耗 (9)3.6.3重复性 (10)3.6.4互换性 (10)3.7光分路器 (10)3.8光衰减器 (12)3.9光隔离器 (14)3.10光开关 (15)3.11波分复用器 (15)3.12光接头盒、光配线箱、光终端盒 (15)结语 (16)参考文献 (16)1引言在光纤通讯行业，光纤系统中所用到的各种器件称为光器件。
而光器件简单来说分为有源光器件与无源光器件两种。
有源光器件也称光有源器件，无源光器件也称光无源器件。
光有源和无源器件都有如下产品：●有源光器件：定义是在光通信系统中能产生或接收光信号的器件。
可以简单的认为有源光器件是需要接上电源才能工作的。
比如：光纤收发器（"纤亿通"自主生产），光接收机，光源，光端机，光功率计等。
●无源光器件：定义是在光通信系统中不能产生或接收光信号的器件。
可以简单的认为无源光器件是不需要接上电源就能够工作的。
比如：光纤连接器，光纤适配器，光纤衰减器，光纤终结器，密集波分复用器（DWDM），粗波分复用器（CWDM），光纤耦合器，光开光，光纤准直器，光隔离器,平面波导光分路器（PLCS）等等。
2光有源器件2.1光有源器件简介光有源器件是光纤通信重要的核心器件之一，受到人们普遍的重视和关注。
目前光纤通信领域应用的光有源器件主要有光源(量子阱激光器(QWLD)，垂直腔面发射激光器(VCSEI.),量子点激光器(QDI,D)、多波长激光器等)，光探测器(光电子二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)等)，光调制器(妮酸锉(LiNb03)调制器等。
《无源器件》课件
可靠性问题
无源器件在长时间使用过程 中可能会出现老化、失效等 问题，需要加强可靠性研究 和测试。
无源器件的未来展望
定制化服务
针对不同应用场景和客户需求，无源器件 将提供定制化的设计、生产和解决方案服
务。
详细描述
无源器件通常具有稳定性高、可靠性好、成本低等优点。由于无源器件不需要外部电源供电，因此其性能受电源 影响较小，可以在各种环境下稳定工作。此外，无源器件结构简单，制造成本低，因此在电子系统中广泛应用。
02
无源器件的应用
通信系统中的应用
通信系统中的无源器件主要用于信号传输、信号处理和信号 转换等功能。
04
无源器件的性能参数
电气性能参数
电阻
电容
衡量无源器件对电流的阻碍作用，单位为 欧姆（Ω）。
衡量无源器件存储电荷的能力，单位为法 拉（F）。
电感
频率响应
衡量无源器件对变化的电流所产生的感应 电动势，单位为亨利（H）。
描述无源器件在不同频率下性能变化的特 性。
机械性能参数
尺寸
无源器件的外形尺寸和安装尺寸。
无源器件的分类
总结词
无源器件可根据其功能和应用领域进行分类。
详细描述
无源器件可以根据其功能和应用领域进行分类，如电阻器、电容器、电感器、变 压器等。这些元件在电路中起到不同的作用，如电阻器用于限制电流，电容器用 于储存电荷等。
无源器件的特点
总结词
无源器件具有一些共同的特点，如稳定性、可靠性、低成本等。
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contents
目录
• 无源器件概述 • 无源器件的应用 • 无源器件的设计与制造 • 无源器件的性能参数 • 无源器件的发展趋势与挑战
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lg
P4 P1
（2）插入损耗L。
L 10 lg P 2 P 3
（3）分光比T。
P1
T P3 P2
3.4.2 光隔离器与光环行器
1．光隔离器的基本原理和结构 2．光环行器 3．光隔离器与光环行器的主要性能参数
1．光隔离器的基本原理和结构
图3-36 光隔离器的工作原理图
2．光环行器
图3-37 三端口光环行器
在一根光纤中能同时传输多波长光信号的 技术，称为光波分复用技术（WDM）。
如果在系统发送端采用此技术，将不同波 长的光信号组合起来送入光纤传输的设备 称为光波分复用器。
在系统接收端可通过解复用器（分波器）， 将组合在一起的光信号分离并送入不同的 终端。
3.4.6 波分复用器
1．光波分复用系统的结构与工作原理 2．光波分复用器
2．光波分复用器
（3 熔融光纤型是指将两根光纤紧靠在一起并
这种复用器非常便于与光纤通信系统耦合 连接，而且插入损耗极小，且体积小，结 构紧凑。
2．光波分复用器
图3-48 熔融光纤型波分复用器结构示意图
3.4.7 光纤光栅
光纤光栅是近几年发展最为迅速的一种光纤无源 器件。
它是利用光纤中的光敏性而制成的。 光敏性是指当外界入射的紫外光照射到纤芯中掺
能够控制传输通路中光信号通或断或进行 光路切换作用的器件，称为光开关。
光开关一般包括两种：机械式光开关和电 子式光开关。
3.4.4 光开关
图3-39 机械式光开关
3.4.4 光开关
图3-40 电子式光开关
3.4.5 波长转换器
能够使信号从一个波长转换到另一个波长的器件 称为波长转换器。波长转换器根据波长转换机理 可分为光电型波长转换器和全光型波长转换器，
图3-44 单纤双向结构WDM传输系统
2．光波分复用器
（1 器件的各端口可以作为输入端口，也可以
作为输出端口。
2．光波分复用器
图3-45 WDM光传输原理图
2．光波分复用器
（2 ① 复用器的光学特性可以用给定的输入端口
的插入损耗—波长关系曲线表示。 ②
解复用的光学特性，可以用输入端到N个输
3．光隔离器与光环行器的主要性能参 数
对于光隔离器与光环行器来讲，它们都是 希望从输入端口输入的光信号到输出端口 时，衰减尽量小，即要求器件的插入损耗 要小；对于不应有输出的端口，要求隔离
器件典型的插入损耗为1dB左右，隔离度为 40～50dB
3.4.3 光滤波器
图3-38 F-P腔光滤波器
第五章 无源光器件
主要内容
连接器和接头 光耦合器 光隔离器与光环行器 光调制器 光开关
教学重点
连接器的作用及分类 光耦合器的作用 光隔离器的作用
无源光器件的要求
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、便于集成等。
连接器和接头
光连接器的功能是将两根光纤连接起来 连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活
3.3.1 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。
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。
光通信中经常需要把多个光信号耦合到一 起，或将光信号分到多根光纤中，光耦合 器可以实现这些功能
1．光定向耦合器的结构
光定向耦合器按其结构不同可分为棱镜式 和光纤式两类。
1．光定向耦合器的结构
图3-35 棱镜式和光纤式定向耦合器
2．光纤式定向耦合器的参数
（1）隔离度A。
A 1 、4 10
光电型波长转换器比较容易实现，其优点是与偏 振无关；主要缺点是由于速度受电子器件限制， 因此不适应高速大容量光纤通信系统和网络的要
全光型波长转换器技术主要由半导体光放大器 （SOA）构成。
1．光电型波长转换器
图3-41 光电光型波长转换器
2．全光型波长转换器
图3-42 全光型波长转换器
3.4.6 波分复用器
锗的光纤时，光纤的折射率将随光强而发生永久 性改变。 人们利用这种效应可在几厘米之内写入折射率分
光纤光栅最显著的优点是插入损耗低，结构简单，
3.4.7 光纤光栅
图3-49 光纤布拉格光栅滤波器
3.3 光 无 源 器
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。
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。
影响光连接器的插入损耗的因素 : 被连接的两根光纤是否匹配 安装的精度
连接器的分类
单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器。
光纤 套管
插针 粘结剂
3.4.1 光定向耦合器
1 2．光纤式定向耦合器的参数
1．光波分复用系统的结构与工作原理
光波分复用器是对光波波长进行合成与分 离的光器件。
由光波分复用器构成的光波分复用系统， 从结构上来分，可分为单纤单向WDM系统 和单纤双向WDM系统。
1．光波分复用系统的结构与工作原理
图3-43 单纤单向结构WDM传输系统
1．光波分复用系统的结构与工作原理
3.4.3 光滤波器
F-P腔型光滤波器的主体是F-P谐振腔。 描述F-P腔型光滤波器的特性参数主要是自由谱
域（FSR）及带宽（BW）。 （1）自由谱域（FSR）：为相邻波长之间的距离
（2）带宽（BFWS）：R为fq谐振fq峰1降2至cn一l半时所对应的
频带宽度，又称为3dB带宽。
3.4.4 光开关
出端的各信道的波长—插入损耗关系曲线来 表达
2．光波分复用器
图3-46 复用器插入损耗—波长关系曲线
2．光波ห้องสมุดไป่ตู้复用器
图3-47 解复用器波长—插入损耗关系曲线
2．光波分复用器
Ⅰ 中心波长λ和中心波长的工作范围Δλ Ⅱ 中心波长对应的最小插入损耗L1和L2 Ⅲ 相邻信道之间串音耦合最大值L12和L23