光通信:第04章常用光无源器材
刺进损耗(Insertin Loss,IL)界说为指 定输出端口的光功率相对悉数输入光功率 的削减值。该值通常以分贝(dB)表明,数 学表达式为 其间:ILi 是第i个输出端口的刺进损 耗;Pouti 是第i个输出端口测到的光功率值; Pin是输入端的光功率值。
例如关于规范X形耦合器,1∶1或50∶50 代表了相同的分光比,即输出为均分的器 件。
方向性也是光耦合器所特有的一个技 术术语,它是衡量器材定向传输性的参数。 以规范X形耦合器为例,方向性界说为在 耦合器正常作业时,输入端非注入光端口 的输出光功率(图4.8中的I2)与总注入光功 率的比值,以分贝(dB)为单位的数学表达 式为:
远端串扰是指光开关的接通端口的输 出光功率与串入另一端口的输出光功率的 比值。
近端串扰是指当其他端口接终端匹配, 衔接的端口与另一个名义上是阻隔的端口 的光功率之比。
式中:ILnm为n,m端口导通时的刺进 损耗;ILnm0为n,m端口非导通时的刺进损 耗。
基模(HE11)信号。图4.9所示是单模光纤耦 合器的迅衰场耦合示意图,其间归一化频
在多模光纤中,传导模是若干个分立 的形式,不只应在数值孔径角内,还要同 时 满 足 4 an1sinθ=mλ(m=1,2,3,…)。 其 中,a为纤芯半径,n1 是纤芯折射率,θ为 传导模与光轴的夹角,λ为传输光的波长。 总的形式数为:
偏 振 相 关 损 耗 ( Polarization Dependent Loss,PDL)是衡量器材性能对 于传输光信号的偏振态的灵敏程度的参量。 它是指当传输光信号的偏振态发生360°变 化时,器材各输出端口输出光功率的最大 改动量:
液晶光开关是在硅衬底资料上制造出 偏振光束分支波导,再把每个分支波导交 叉点刻蚀成有必定视点的槽,槽内装上折 射匹配的液晶,液晶槽下面是电热器。
热光效应光开关是运用加热光波导, 改动光波导的折射率,引起主波导与需求 的分支波导间的光耦合,以此来完成光开/关 的器材。
光纤活动衔接器的种类、类型许多, 其间有代表性的有:FC、ST、SC、D4、 双锥、VFO(球面定心)、F-SMA、MTRJ衔接器等等。
FC型衔接器是一种用螺纹衔接,外部 零件选用金属资料制造的衔接器,它是我 国电信网选用的首要种类,我国已拟定了 FC型衔接器的国家规范。
式中:P‘1代表波长为λ1的光束在输出 端串扰到λ2的输出端口处的光功率,P2分 别代表波长为λ2的光束在输出端口处的输 出光功率。
偏振相关损耗是指光信号以不同的偏 振状况输入时(如线偏振、圆偏振、椭圆偏 振等),对应输出端口刺进损耗最大改动量。
式中:Pin1代表总注入光功率;Pin2代 表输入端非注入光端口的输出光功率。
均匀性便是衡量均分器材的“不均匀 程度”的参数。它界说为在器材的作业带 宽范围内,各输出端口输出功率的最大变 化量。其数学表达式为
光纤光栅是运用光纤制造中的缺点, 用紫外光照耀,使得光纤纤芯折射率散布 呈周期性改动图4.17光纤光栅滤波效果, 在满意布拉格光栅条件的波长上全反射, 而其余波长经过的是一种全光纤陷波滤波 器,如图4.17所示。
干与法是运用双光束干与原理,将一 束紫外光分红两束平行光,并在光纤外形 成干与场,调理两干与臂长,使得构成的 干与条纹周期满意制造光纤光栅的要求。 (2) 相位掩膜板法 相位掩膜板法,是运用预先制造的膜 板,当紫外光经过相位板时发生干与,从 而在光纤圆柱面构成干与场,将光栅写入 光纤。
以光信号波长为函数的复用器的光学 特性,可用于给定的输入端口(1#至N# 端口为输入端口,0#端口为输出端口)。
机械式光开关是最传统的光开关,一 种实用化的机械式多模光纤光开关的刺进 损耗小于1dB,开关时间小于1ms。
光纤(缆)活动衔接器是完成光纤(缆)之 间活动衔接的光无源器材,它还具有将光 纤(缆)与其他无源器材、光纤(缆)与体系和 外表进行活动衔接的功用。
式中:P0 为进入输入端的光功率;P1 为输 出端接纳的光功率。刺进损耗与开关的状 态有关。
回波损耗(也称反射损耗或反射率)是 指从输入端回来的光功率与输入光功率的 比值,以分贝表明:
以光信号波长为函数的解复用器的主 要光学特性有以下几点。 (1) 中心波长(或通带)λ1、λ2…λn1 (2) 中心波长作业范围Δλ1、Δλ2
式中:P′1 代表波长为λ1的光束在输出端的 光功率;P01别离代表波长为λ1的光束在输 入端合路信号中的光功率。
光纤衔接器绝大多数都是选用某种机械和 光学结构,使两根光纤的纤芯对准,确保 90%以上的光能够经过,现在有代表性并 且正在运用的光纤衔接器首要有五种结构。
套管结构的衔接器由插针和套筒组成。 (2) 双锥结构 双锥结构衔接器是运用锥面定位。 (3) V形槽结构 V形槽结构的光纤衔接器是将两个插 针放入V形槽基座中,再用盖板将插针压 紧,运用对准原理使纤芯对准,(如图4.3所 示)。
跟着用户通信网规划的扩展、WDM 的遍及、电信网/数据网的光纤化乃至多 媒体大容量信息处理设备的开展均推进着 光缆向多芯、高密度方向深入开展,带状 多芯光缆需求用多芯光纤衔接器进行衔接, 多芯带状光纤MT衔接器就应运而生。
点评一个衔接器的首要指标有4个, 即刺进损耗、回波损耗、重复性和交换性。
球面定心结构由两部分所组成,一部分 是装有精细钢球的基座,另一部分是装有 圆锥面(相当于车灯的反光镜)的插针。
透镜耦合又称远场耦合,它分为球透 镜耦合和自聚焦透镜耦合两种,其结构分 别如图4.5、图4.6所示。
微光机电体系光开关是微光机电体系技 术与传统光技能相结合的新式机械式光开关。 (2) 毛细管效应光开关 毛细管效应光开关是选用了电毛细管效 应或热毛细管效应的光开关结构。 (3) 金属薄膜光开关 金属薄膜光开关运用了金属膜与无源波 导相结合的构形,其结构如图4.23所示。
衍射光栅型波分复用器材是近年开展 起来的。衍射光栅是运用硅衬底单晶各向 异性腐蚀制造的光栅与棱镜分光比较具有 更大优势,常用来制造波分复用器的首要 分光元件。
式中:Ar 表明回波损耗;P0 表明输入光功 率;PR表明后向反射光功率。
重复性是指光纤(缆)活动衔接器屡次 插拔后刺进损耗的改动,用dB表明。交换 性是指衔接器各部件交换时刺进损耗的变
关于上述FC、SC、ST三种衔接器, 在对不相同的类型插头衔接时,需求转换器进 行衔接。
因为实践运用情况很杂乱,因此跳 线的标准也多种多样。在挑选跳线时,至 罕见下述几个参数是需求清晰的。
刺进损耗是指光纤中的光信号经过活 动衔接器之后,其输出光功率相对输入光 功率的比率的分贝数,表达式为: Ac=-10lgP1/P0(dB) 式中:Ac为衔接器刺进损耗;P0为输入 端的光功率;P1为输出端的光功率。
回波损耗又称为后向反射损耗。它是 指光纤衔接处,后向反射光对输入光的比 率的分贝数,表达式为:
式中:P0 为进入输入端的光功率;P1 为输 入端口接纳到的回来光功率。回波损耗与 开关的状况有关。
式 中 : n、m 为 开 关 的 两 个 隔 离 端 口 (n≠m) ;Pin 是光从i端口输入时n端口的输 出光功率,Pim 是光从n端口输入时在m端 口测得的光功率。
阻隔度是指某一光路对其他光路中的 信号的阻隔才能。阻隔度高,也就从另一方面代表着 线路之间的“串话”小。其数学表达式为
式中:Pt 是某一光路输出端测到的其他光 路信号的功率值;Pin是被检测光信号的输 入功率值。
制造光耦合器能够有多种办法,大致 可分为分立光学元件组合型、全光纤型、 平面波导型等。
附加损耗(Excess Loss,EL)界说为所 有输出端口的光功率总和相关于悉数输入 光功率的减小值。该值以分贝(dB)表明的 数学表达式为
分光比(Coupling Ratio,CR)是光耦 合器所特有的技能术语,它界说为耦合器 各输出端口的输出功率相对输出总功率的 百分比,在详细使用中常用数学表达式表 示为
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