光无源器件的分类特性及应用研究  光无源器件的分类特性及应用研究  龚斌朱政董小燕DOI：i.16717341.201720044Summary：介绍了光无源器件的分类和特性，阐述了光无源器件在光纤通信中的几个典型应用。研究表明，光无源器件在光纤通信技术中占有很重要的地位，未来它们的使用会更广泛，发挥的作用会愈加重要。Key：光无源器件；光纤通信；WDM网当今是以信息传递为主的时代，在众多传输系统中，绝大部分信息是通过光纤通信系统来传送的。在光纤通信技术中，光无源器件是一种应用限制范围广、作用强大的不可或缺的器件，其...

  光无源器件的分类特性及应用研究  龚斌朱政董小燕DOI：i.16717341.201720044Summary：介绍了光无源器件的分类和特性，阐述了光无源器件在光纤通信中的几个典型应用。研究表明，光无源器件在光纤通信技术中占有很重要的地位，未来它们的使用会更广泛，发挥的作用会愈加重要。Key：光无源器件；光纤通信；WDM网当今是以信息传递为主的时代，在众多传输系统中，绝大部分信息是通过光纤通信系统来传送的。在光纤通信技术中，光无源器件是一种应用限制范围广、作用强大的不可或缺的器件，其种类较多，功能各不相同，但是有共同的特点——不一定要通过外部的能量，自身就能完成一种光学功能[1]。它们通常应用在远距离通信、视频信号传输以及局域网络等领域中。1光无源器件的分类和特性光无源器件是一种不发光，不需要额外能量驱动工作的装置，很常用的有光纤连接器、光纤耦合器、光纤分束器、光纤隔离器、光开关等[2]。1.1光纤连接器光纤连接器可以把短的光纤连接起来达到需要的长度，在没有合适长度的光纤时发挥了重要的作用。但是要求损耗必须很小。光纤连接器按连接方式能分成两类：螺旋连接器和非螺旋连接器。目前市面上使用的FC型（螺纹连接）和双锥型连接器是典型的螺旋连接器，而ST型（带键的卡口结构）和SC型（直接插拔矩形外壳结构）连接器是典型的无螺纹连接器。光纤连接器的好坏能够最终靠插入损耗和回波损耗两个参数知道。两个光纤相连的地方若有偏差不对直，就会产生插入损耗。回波损耗是用来测量连接器端面的后向反射光大小的参数。为了更好的提高光纤连接器的质量，能大大的提升回波损耗，以及降低插入损耗。1.2光纤耦合器光纤耦合器是可以把光纤一变多或者多变一的一种无源器件。它的出现解决了之前波导耦合器耦合效率低、耗损大、制作技术困难、本钱高的问题，因而一面世就获得了广泛的关注。耦合器的制作

  有熔锥法、研磨法两种。研磨法的制作流程与工艺很复杂、成品率低，而熔锥法制作的光纤耦合器插入损耗小、成本低、制作简单、易于实现，其研制技术一直受到大家的青睐。1.3光纤分束器和隔离器光纤分束器是一种可以在一定程度上完成光分路、合路、插入和分配的光无源器件，在网络中占据着重要的比例，尤其在用户网、区域网和有线电视网中。光纤分束器的种类很多，可以熔合两个或两个以上（最多可达100根）的光纤，最基本的就是一路分为两路。重要特性参数有分光比、隔离度和插入损耗。对于同一光纤，使用不相同的分束器，插入损耗越小，隔离度越大。光隔离器是一种利用法拉第旋转的器件，其输入和输出端是不可以互换的。重要特性参数有插入损耗、隔离度和回波损耗。插入损耗越低，隔离度越高，回波损耗越高，器件越小，则性能越好。优异的光隔离器的回波损耗应该超过55dB。1.4光开关光开关是一种可以通过转换电路来完成光信号切换的元器件。就像我们平时用的开关，非常容易就能关上关下，不会漏电，并且开关的声音很小。光开关大概能分为两类，一类是机械式开关。它可通过电磁铁或透镜来是实现。这种光开关技术很成熟，它拥有非常良好的插入损耗，隔离度，消光比和偏振灵敏度，不受调制速率和模式的限制，但是开关时间长，开关量大，难以集成。另一种类型是一种固体光开关，具有固体物理的效应，其中电光和磁光式光开关具有开关速度快、体积很小、易于大面积集成等优点，但也有损耗大，隔离度差等缺点。通常根据真实的情况选择使用合适的光开关。除了以上这一些器件，光无源器件还包括光波分复用器（WDM）、光环行器以及光纤光栅等[3]。光波分复用具有容差大的特点，已能在真实的操作中实现，这种技术成本较低，操作起来也很方便，是现在提高容量的最佳途径；光纤光栅则在各种激光器中有着重要的应用，如调Q、锁模、单频和多波长等。2光无源器件的应用雷达天线一直是敌人首要攻击的目标。在现代战争中，采用光纤传输可以使雷达和指挥作战中心的距离超过10km，雷达系统的安全就得到保证。光连接器可以用在雷达天线和指挥部之间的传输线路中。而且一个星型耦合器形成一个多雷达网络，具有跟踪精度高、大面积的视图、集成的目标探测和速度矢量等优势。除此之外，采用光环形器、光纤光栅等构成光纤光栅延迟线能够适用于相控阵雷达，具有温度性能优，带宽大，机械刚性和传输损耗小的优点。核心主干网、城域网、接入网和用户驻地网是构成信息网的重要部分，波分复用技术在光纤通信网络中得到了广泛的应用，如骨干网、接入网、专用网络和全光网络等。WDM技术迅猛的发展，使光纤通信容量增长地非常快速。而且，在WDM网络中，有许多地方需要对光功率的大小进行监控，譬如，输出光功率若无法一直维持在正常水平，就会影响网络的正常状态。于是，需要采用光耦合器将待监控的光信号进行功率耦合，以便可以一直监测需要监控的信号。在广播电视网络传输系统中，光纤光缆是数字电视和数据传输系统的重要媒介，成为改造建设清晰度高、质量高的有线电视传输网络的主要线路。有线电视传输系统使用到了掺铒光纤放大器EDFA，用于补偿光功率分配器的插入损耗，使分配网的规模和用户数目在某些特定的程度上得到很大的提高。而EDFA里含有光耦合器和光隔离器等无源器件。因此光无源器件在有线电视中有着逐渐重要的作用[4]。3结论从多方面来看，光无源器件已经走在时代的前沿，在慢慢的变多的先进设备中，它都占据着一定的比例。技术的要求，时代的需求，市场的变化都给光无源器件提供了相当好的环境。我相信在未來，光无源器件的使用会更加的广泛，发挥的作用也会愈加的重要。Reference：[1]宋金声.光纤无源器件技术的发展趋势[J].现代通信，2002，1：1417.[2]林学煌.光无源器件[M].人民邮电出版社，北京：2000，169171.[3]黄章勇.光纤通信用新型光无源器件[M].北京邮电大学出版社，2003.[4]杨东.光无源器件在有线电视网中的应用[J].功能材料与器件学报，2014，20：140144. -全文完-

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