《光纤通信》 第3讲无源光器材共55页PPT材料
由三个部分所组成的:两个合作插头和一个耦合 管。两个插头装进两根光纤尾端;耦合管起对准套 管的效果。如图所示。
光纤很细,单模光纤的纤芯直径要在10um以下, 因而熔接一定要运用机器才行。杰出的接续是指在接 续点上没有光传输的不接连现象。
2x2定向耦合器及lxN、NxN星形 耦合器大多数选用熔融 突变双锥的制作办法,行将多根裸光纤绞合在一 起,火焰 加热到软化温度后恰当拉 伸,在熔融区构成突变双锥结构 。 图b是 X型2×2定向耦合器。
阻隔度反映定向耦合器反向散射信号的巨细。当从 1端注入光功率,3、4端输出功率时,2端对1端的阻隔 度界说为:
光纤定向耦合器的插入损耗为0.2~1dB,分光比1% ~99%(依据本身的需求),阻隔度可大于65dB。
下图中示出了纤芯不接连的几种典型状况,有 轴错位、纤芯歪斜、空地、端面歪斜和纤芯直径及 折射率的细小差异等等。因为这些不接连性,也会 形成光功率的一部分变成散射损耗,或以反射波形 式回来发送端。有空地时,因玻璃纤维和空气折射 率的差异,也会引起反射,此现象又称菲涅耳( Fresnel)反射。
光纤衔接器在工艺上应满意的条件: 1)衔接损耗要小于 0.5dB; 2)装、拆便利,重复性好; 3)体积小,本钱低一级。 光纤衔接器轴心违背、有夹角会引起大的损耗。
多模衔接器用于多模光纤体系,它有U型 环路衔接器、插座式衔接器、现场安装衔接器 (FA)以及C型衔接器等,它们的损耗在0.40.5dB以下。
单模光纤衔接器有PC型(非直接触摸型)、 FC型(平面对接型)、SC型(矩形)、ST型 等几种。
现在工程中多选用高精度主动熔接机,光纤端面切 割好后,光纤间的对准、调整、熔接及损耗丈量等过程 都在微处理机的操控下主动完结,熔接质量很好,接头 附加损耗可操控在0.1dB以下。
运用衔接器进行光纤接续,因为菲涅耳反射等原因,对信 号发生不良影响。为防止菲涅耳反射,设法把反射光的入射 角余角调整到大于临界角余角,使反射光进入包层并终究走漏 出去。为此把衔接器的管芯端面按8°进行歪斜研磨,就能够 完成。别的一种办法便是去掉衔接之间的空隙。为此使管芯端 面间处于紧贴而不留一丝缝隙。一般把这种衔接器叫做 PC (Physical Contact) 型衔接器。 实际运用的PC型衔接器如图所 示,把套管端面研磨成球面。 PC接续的反射很小,它的反射 损耗可达25dB以上。假如经 过精细加工研磨,就可将反射 损耗目标提高到40dB以上。
FC型(平面对接型)衔接器是由衔接插头、插座组成,其 结构如图所示。它首要运用在光缆线路与传输设备间的衔接 ,能够便利地进行光路的调整或线路的测验。衔接器具有很 高的精度。
SF型衔接器是室外用衔接器,具有防水功用和 杰出的温度特性。因为运用了塑料套管,其价格便 宜,能够和FC型衔接器进行交换。
因为折射率不同引起的反射可用菲涅耳公式核算。 设玻璃的折射率为n1时,光功率的反射系数可用下式求 出:
在单模光纤连时接,除要求纤径共同之外,更重要 的是要求在实质上代表散布宽度的模场直径(MFD: Mode Field Diameter)共同。
光纤耦合器的目标有插入损耗、分光比与阻隔度 (或方向性)等。例如2x2定向耦合器插入损耗为:
式中, P1,2 为从输入端1或2输入的光功率, P 3,P 4 为输出端3、4的输出功率。定向耦合器的分光比为输 出端的功率分配比,即
MF型衔接器用于隧 (通)道里敷设光缆 的缆直接续中,能够 对带状5芯光纤进行一 次性衔接,因为体积 小,能够装在规范接 头盒内,完成光纤的 高密度接续,其结构 如图所示。
图表明了波导型分支器的结构。它是一种Y型 分支,一根芯线一端输入的光可用它加以等分。 当分支器分支路的开角增大时,向包层中走漏的光 将增多致使增加了过剩损耗。开角一般在1°~ 2°左右,因而分支器的长度不可能太短。
构成一个完好的光纤传输体系,除了光源、 光检测器及光纤外,还需要很多的无源光器材, 如衔接器、衰减器、阻隔器、滤波器、分路器、 复用器、光开关和调制器等。
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