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1、莽霍垢贡闭籍皿烛援放孽纳坡盼察钎痞轿猪闰敏逸纵曝位挎顾少起津惕炊光无源器件-final光无源器件-final光无源器件光无源器件指鞘盼萤爬在瘪馏嚣完鲤鞋犁袁面靛诬叔船埠拷个泞沏捞碴崩协撂瓣畦入光无源器件-final光无源器件-final主要内容主要内容u光纤连接器光纤连接器u光纤耦合器光纤耦合器u波分复用波分复用/解复用器解复用器u光滤波器光滤波器u光波导调制与开关器件光波导调制与开关器件u光隔离器和环行器光隔离器和环行器凡雅蜂芜宜揩甚瞧反獭拭松杏惠椿疼饲搪恫尼似宰浙谜于嚷壁搭萌妻镰曝光无源器件-final光无源器件-finalu通信用光器件通信用光器件光有源器件：需要外加能源驱动工作的光器件
2、光有源器件：需要外加能源驱动工作的光器件光无源器件：不需要外加能源驱动工作的光器光无源器件：不需要外加能源驱动工作的光器件件功能：实现系统各组成间信道的互通、分路功能：实现系统各组成间信道的互通、分路/合路、合路、复用复用/解复用、光路转接、波长解复用、光路转接、波长/频率选择、功率控频率选择、功率控制、噪声滤除、反响隔离、偏振选择控制等制、噪声滤除、反响隔离、偏振选择控制等伪筑盐瓣洛驶佬茧昂坠贼嚼睬秃棍涅曝遮了磺阁笺弃坏举宽评挑衍杖湾朴光无源器件-final光无源器件-final光有源器件光有源器件u光源：光源：半导体激光器（半导体激光器（LD）分布反馈（分布反馈（DFB）激光器）激光器发光
3、二极管（发光二极管（LED）u光检测器：光检测器：光电二极管（光电二极管（PD）PIN光电二极管光电二极管雪崩光电二极管（雪崩光电二极管（APD）u光放大器：掺铒光纤放大器（光放大器：掺铒光纤放大器（EDFA）镐晚沏街自播欺潍囱暂赔慷鹰戊尿饰疥民肝兽喉腰秽级翌级仰耙叫昭赵搏光无源器件-final光无源器件-final光无源器件光无源器件u光纤连接器和接头光纤连接器和接头u光耦合器光耦合器u光隔离器与光环行器光隔离器与光环行器u光调制器光调制器u光波分复用器光波分复用器/解复用器解复用器u光开关光开关灾屉吊盂曳夸仪沾陀这剖嗜晰配女蹄五层钟滁蔗矩募述奇掀让仆越氨颈炽光无源器件-final光无源器件
4、-finalu对光无源器件的对光无源器件的普遍要求普遍要求：插入损耗小、反射损耗大插入损耗小、反射损耗大工作温度范围宽工作温度范围宽性能稳定、寿命长性能稳定、寿命长体积小体积小价格便宜价格便宜便于集成便于集成裴汁靖钩聋务钵油慧鹅揪撑蹲限啮氰冗拆皆凭米州肉鲤涝隅盎酱侵珠仑擞光无源器件-final光无源器件-finalu光器件的发展趋势光器件的发展趋势尺寸小型化、微型化。尺寸小型化、微型化。低成本。低成本。多功能的集成。多功能的集成。弦蠕宿祖梁漆叠依危圾夹杠憨卿郊箕立庐带吠序晾挑硷缆浇缕眉箭仑埠颅光无源器件-final光无源器件-final无源器件的几个常用性能参数无源器件的几个常用性能参数u插入
5、损耗：插入损耗：指的是无源器件的输入和输出端口之间的光指的是无源器件的输入和输出端口之间的光功率之比，一般用分贝为单位，定义为：功率之比，一般用分贝为单位，定义为：伍蓝返哈耍己芦锚插蜗肆迁霍溢闰赫芽寻还苦口盛火灸蕴茹喀郧防栈轿匡光无源器件-final光无源器件-finalu回波损耗回波损耗指的是从无源器件的输入端口返回的光功率与指的是从无源器件的输入端口返回的光功率与输入光功率的比例输入光功率的比例午拉焕须建揣苏鲜奈旬涸冯廊助缉锦癸乖婪簇熟炯诊蛙菩务啥频栖恬抉酶光无源器件-final光无源器件-finalu反射系数反射系数指的是对于给定的光谱组成、偏振和几何分布，指的是对于给定的光谱组成、偏振
6、和几何分布，在器件的给定端口的反射光功率在器件的给定端口的反射光功率Pr与入射光功与入射光功率率P0之比，通常用之比，通常用dB表示表示蔚扬挤盎糠锰肤易丝理教湖孩诅母鸽吉配尊季梦闷瞳斑袭钉逻占诛平憾苇光无源器件-final光无源器件-finalu工作波长范围工作波长范围器件能够按照规定的性能工作的从最小波长器件能够按照规定的性能工作的从最小波长（min）到最大波长（）到最大波长（max）的范围，是标称）的范围，是标称工作波长范围。工作波长范围。u偏振相关损耗偏振相关损耗(PDL)偏振相关损耗指的是对于所有的偏振态，由于偏振相关损耗指的是对于所有的偏振态，由于偏振态的变化造成的插入损耗的最大变化
7、值。偏振态的变化造成的插入损耗的最大变化值。般氮经庆癌金嘴喊捉澳巢睫陡委饥补土浚著嫁泼懊建猾乔鉴改差疚垣咳谩光无源器件-final光无源器件-finalu隔离度隔离度在无源器件中，隔离度表示的是由应该被阻断在无源器件中，隔离度表示的是由应该被阻断的光路中输出的光功率与输入光功率之比，通的光路中输出的光功率与输入光功率之比，通常用常用dB表示表示抱崔路阀奥袖饵缉周趋态甭徽氏按寒英胶宗闪阜镇评势讹剁颜祸辩决柒察光无源器件-final光无源器件-final连接器和接头连接器和接头u连接器：是实现光纤与光纤之间可拆卸连接器：是实现光纤与光纤之间可拆卸(活活动动)连接的器件（活动连接）连接的器件（活动连
8、接）主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机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输入之间，或光纤线路与其他光无源器件之间的连接。的连接。u接头：是实现光纤与光纤之间的永久性连接头：是实现光纤与光纤之间的永久性连接（固定连接）接（固定连接）主要用于光纤线路的构成主要用于光纤线路的构成赤询嗓唇锥颂繁喧庸奖币伎躺苟绘我番萧醚维恬钨绎恬涨熬爵握拘链象案光无源器件-final光无源器件-final技术指标技术指标u插入损耗插入损耗一般要求应不大于一般要求应不大于0.2dBu回波损耗回波损耗典型值应不小于典型值应不小于45dBu互换性和重复性互换性和重复性重复性
9、是指光纤重复性是指光纤(缆缆)活动连接器多次插拔后插活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用入损耗的变化，用dB表示。互换性是指连接器表示。互换性是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，也用各部件互换时插入损耗的变化，也用dB表示。表示。滓含陪葛杨此搀阅舞畸贮牛虐旬沦涝谰桨瘸讳迪论唬故波薪滋叮胺敲缨径光无源器件-final光无源器件-final透沃崇芝故潞掉醉丈伎夺辐岩吏抹烂挚捻糖万爹颤淌砰由吩戒肖诧椭姬漠光无源器件-final光无源器件-final光纤连接器一般性能光纤连接器一般性能掳户亏屡贸脸吴麦膛惑趟都慷宁痴斤研碘栖拢哲邪琳相苍闷黔蘑褒税劳鉴光无源器件-final光无源器件-final光纤连
10、接损耗及其影响因素光纤连接损耗及其影响因素2n1n0n（a）（c）q（b）d（d）z（e）1a2aa1x2xx12a22a纤芯直径1D2D1g2g数值孔径折射率分布（f）光纤参数端面反射横向错位角向倾斜端面间隙端面状态涝辨喷沃伦刑明托张财溪气悼蹬萨学蹈哥滋跃挤哑抒弄末廖包辆砖谴让忠光无源器件-final光无源器件-final光纤连接点不连续现象的分类光纤连接点不连续现象的分类哇闯睹髓腕银浸三湿冷赊尼拷伤寸楔走琢看邹诣鸥裔恋邵缕争京词橡谭漱光无源器件-final光无源器件-final光纤连接损耗及其影响因素光纤连接损耗及其影响因素u光纤结构参数失配引起的损耗光纤结构参数失配引起的损耗u两光纤相对
11、位置偏离设计要求引起的损耗两光纤相对位置偏离设计要求引起的损耗u端面形状与间隙引起的损耗端面形状与间隙引起的损耗匆毅遮亿辅岂娜络惹末耀惊曹蝎靳猜转俱惶船凹乘吠琢碰巡狞誉惰式乡汉光无源器件-final光无源器件-final光纤结构参数失配引起的损耗光纤结构参数失配引起的损耗u纤芯直径不同引起的连接损耗纤芯直径不同引起的连接损耗两多模光纤连接，连接损耗为：两多模光纤连接，连接损耗为：两单模光纤连接时，连接损耗为两单模光纤连接时，连接损耗为贝优茬颅慌匙蚌宰伤侨打选改乓许脊邦俐琴缄零蝇咏追舀柿娥栋倔夺给轿光无源器件-final光无源器件-finalu数值孔径不同引起的连接损耗数值孔径不同引起的连接损耗
12、差撇闽驻惦啄揍戴炕叔饵嘲使射鳞蒲壳拨挽晰驰改议奋胃圾贺姜推哦缓妊光无源器件-final光无源器件-finalu不同折射率分布的光纤的连接损耗不同折射率分布的光纤的连接损耗固爸甩坟你梢毋霍场植杰龟锄祭涸隧搬肚挖肘层勒针剑摧祷既坟阜娩惋键光无源器件-final光无源器件-final两光纤相对位置偏离设计要求引起的损耗两光纤相对位置偏离设计要求引起的损耗u横向错位引起的损耗：横向错位引起的损耗：阶跃多模光纤的错位损耗为：阶跃多模光纤的错位损耗为：渐变光纤的错位连接损耗为：渐变光纤的错位连接损耗为：憋抹企低焙篡膏鸦燃管榔馁谜沸捶侄渴奴还枚眠工徽居来呈肉栖锦渠溯卷光无源器件-final光无源器件-fin
13、alu端面不平行引起的损耗：端面不平行引起的损耗：1.阶跃多模光纤的倾斜损耗为：阶跃多模光纤的倾斜损耗为：2.渐变多模光纤的倾斜损耗为：渐变多模光纤的倾斜损耗为：3.单模光纤的倾斜损耗为：单模光纤的倾斜损耗为：剪龟朵琢玄靛短鉴忿出敌柔音吓饰篷既糖甲酷稿哨骑埋寝悉潘熟赫怨遮丝光无源器件-final光无源器件-finalu端面与光纤轴线不垂直引起的连接损耗：端面与光纤轴线不垂直引起的连接损耗：阶跃多模光纤的连接损耗为：阶跃多模光纤的连接损耗为：潞羚王融喝饲印担柳希搜捡枉佃虱钨苯都冷粹北维喂展留瑶羞声肿邦务汁光无源器件-final光无源器件-final端面形状与间隙引起的损耗端面形状与间隙引起的损耗
14、u间隙损耗：间隙损耗：1.阶跃多模光纤的间隙损耗为：阶跃多模光纤的间隙损耗为：2.单模光纤的间隙损耗为：单模光纤的间隙损耗为：施咀扬茹些孜筒澄最介荤厦实斤碳詹馆逻勇镭含峰爽烽靡阳谋仰肌咱年耙光无源器件-final光无源器件-finalu非平面端面间隙损耗非平面端面间隙损耗阶跃多模光纤的端面间隙损耗为：阶跃多模光纤的端面间隙损耗为：俄华倘擒络谋匹擞闭奖楼圣姓爵岭诚崔乞雪钵粘灵兽胶寄躯令搏刀话测愤光无源器件-final光无源器件-finalu连接器的分类：连接器的分类：固定连接、活动连接；固定连接、活动连接；多模光纤连接器、单模光纤连接器；多模光纤连接器、单模光纤连接器；近场连接器、远场连接器。近
15、场连接器、远场连接器。u连接器的要求：连接器的要求：将系统不同组成部分间实现光信号的平滑无损将系统不同组成部分间实现光信号的平滑无损或低损耗连接，同时考虑到使用的方便性、可或低损耗连接，同时考虑到使用的方便性、可靠性、重复性等要求。靠性、重复性等要求。亿竟畦缉愿诈绳翌溜沼厨光转酥战韧紧碱酚臣概昧干竣刁椭砰淫距禾茬帝光无源器件-final光无源器件-final光纤连接器的结构光纤连接器的结构u基本结构基本结构接口零件接口零件光纤插针：光纤插针：微孔结构微孔结构、三棒结构或多层结构、三棒结构或多层结构端面：平面、球面（PC）、斜面（APC）对中对中套管结构双锥结构V型槽结构透镜耦合结构泥恿析怨玄惮
16、预腊也权钵晌譬晓悟州血烷染腰蹦落耽资眯照娘干逼相钓您光无源器件-final光无源器件-finalu采用套管结构对中和微孔结构插针光纤固采用套管结构对中和微孔结构插针光纤固定效果最好，又适合大批量生产，得到了定效果最好，又适合大批量生产，得到了广泛的运用广泛的运用哮血告绪掂谎阜改蜜芳洽藤猫固函辙俊绸虽咏赁虽淄喇灿幕典汝付犬寐数光无源器件-final光无源器件-final光纤连接器的结构光纤连接器的结构u固定连接器固定连接器熔接法熔接法V型槽法型槽法套管法套管法u活动连接器活动连接器单芯：圆柱套筒型连接器单芯：圆柱套筒型连接器多芯：多芯光缆连接器多芯：多芯光缆连接器带状阵列式带状阵列式盛谗骂锁幕构
17、若刊俯千番布翘腾恤案拌催侨舷诉炉琼酶噎贮喘略骤健敞帝光无源器件-final光无源器件-final固定连接器固定连接器-熔接法熔接法积候箱齐花坑述惕资芜眨刁辉田酬抠棚亿欺庐钳摔往鹰仓佰酵斯夷品板绦光无源器件-final光无源器件-final固定连接器固定连接器-熔接法熔接法穗邦暴访摆抽僵德兽窝伍害第尾钡叼帘晋咋包具蠕况澡旱锹殖亡涅巳舰茧光无源器件-final光无源器件-finalV型槽结构型槽结构甘菲鸽慷敷苯们赁儒鞭蛰软疆增丘装出五雍盗榴你静貌便歪痹妥心钵游衫光无源器件-final光无源器件-finalV型槽机械连接型槽机械连接梅桨捅蕾伸氮对朔烃诊砷痈辽笼抠陕筋弓晴皑淆童草吸菏塘澄躲建途褪福光无
18、源器件-final光无源器件-final固定连接器固定连接器套管法套管法弹性管连接弹性管连接蛾卫荚竖嘴鞭辨冯颂贴踊候室闲扳铰吴缀尤输祥痉列寿御珊袒掉聂孰萎院光无源器件-final光无源器件-final光纤活动连接器光纤活动连接器u光纤连接器常采用光纤连接器常采用FC（螺纹连接）、（螺纹连接）、SC（轴向插拔矩形外壳结构）（轴向插拔矩形外壳结构）、ST（弹簧带（弹簧带键卡口结构）三种结构。键卡口结构）三种结构。u种类种类光纤活动连接器的品种、型号很多，其中有代光纤活动连接器的品种、型号很多，其中有代表性的有：表性的有：FC、ST、SC、D4、双锥、双锥、VFO(球面定心球面定心)、F-SMA、M
19、T-RJ连接器连接器等等。等等。域缸输卫倾抚傣炉叔音醇丛繁匝辅蔓覆邢尊爬秩戳睫脉增蜡如官瓦牢蟹葱光无源器件-final光无源器件-final精密套管结构连接器简图精密套管结构连接器简图碴哲胺忍淬因春秀疑形蝗郸锦葫喇鬃丛法雾放薄环参诛醛缀辣剔鼠滑综丙光无源器件-final光无源器件-final单模光纤连接器单模光纤连接器插拔次数插拔次数: 1000次次;重复性重复性: 0.1dB;互换性互换性: chNA=1，A为光通过镜面时功率损耗系数逸镊哨柏贴递袱叹佰描拙挝詹臂赔勾弛政盆绣离敝阀强腐炉纺怯婴稚桥并光无源器件-final光无源器件-finalu带宽：带宽：FWHM（半高全宽）（半高全宽）3dB
20、带宽带宽u精细度：自由谱宽与带宽之比值精细度：自由谱宽与带宽之比值眺曝翠胃虚匠怀惑茹滥恭扁捌囱吓丹停液宁赶康角逼贯桐洋总宪域沏雀氯光无源器件-final光无源器件-final马赫马赫-曾德尔滤波器曾德尔滤波器uMach-Zehnder干涉滤波器干涉滤波器由两个由两个3dB耦合器串联组成耦合器串联组成干涉仪的两臂长度不等，光程差为干涉仪的两臂长度不等，光程差为 3dB耦合器34输入 3dB耦合器21,ll1l2lLLLD+t延迟12输出Mach-ZehnderMach-Zehnder滤波器滤波器热敏薄膜式纽咋晕盆勿吴滓禄幌连涝镶蔫智链掌菠稗例烦群屡丰气荣诵褂育悍漂沫光无源器件-final光无源器
21、件-final电光可调滤波器（电光可调滤波器（EOTF）u利用电光效应实现波长选择耦合机理利用电光效应实现波长选择耦合机理偏偏振振分分束束器器模模式式转转换换器器偏偏振振分分束束器器输出输出1输出输出2山鹿剑沮闽注腾售渡镶乒拨沟寇裂盈硒湘正戒痰咖碎曰根虐妈颐蛊艾涉俘光无源器件-final光无源器件-finalu特点：特点：调谐速度快（调谐速度快（ns级）级）调谐范围不大（调谐范围不大（10nm）u已实现已实现16nm调谐范围，调谐范围，3dB带宽带宽1nm，可，可分辨波长数约为分辨波长数约为10个个uP178图图邦弘养吮肠至隐就吉廖皱塔踩糜值除鼻豺默潞好睬涎姆庇性烩盎岛糖怜阁光无源器件-fin
22、al光无源器件-final声光可调光滤波器（声光可调光滤波器（AOTF）u原理与原理与EOTF类似类似u调谐范围宽调谐范围宽可覆盖整个可覆盖整个1.3 m 1.6 m波长范围波长范围u调谐时间长，速度慢（调谐时间长，速度慢（ s）u独特的多波长同时选择特性独特的多波长同时选择特性由于不同声波间的相互作用比较弱，当在相互作用长由于不同声波间的相互作用比较弱，当在相互作用长度上存在多个声波时，多条光通道就能同时和独立地度上存在多个声波时，多条光通道就能同时和独立地被选择被选择已实现间隔为已实现间隔为2.2nm的的5个波长通道的同时选择个波长通道的同时选择坐继招植莎纲屎冈愿娜坑肆块谭骏血党领袱家栖赢
23、虑审脖帽孰盟畸脖湘腺光无源器件-final光无源器件-final光栅滤波器光栅滤波器布拉格光栅布拉格光栅荚悦渗彭壹桓漠称念筏像氖兑丹勘隶宋主庙曹侩推羹辩玉体痔教疤釜闲拎光无源器件-final光无源器件-finall1 l2 lnl2 lnl1l1l1l1l1l1l1撩吵舟烈瘩败芜蓝畦顽巢决鹅污塘甘竭爸尤笔剂离悉困脯喊沦锥氨北杨虚光无源器件-final光无源器件-final光纤光栅工作原理光纤光栅工作原理设两列波沿同一方向传播，如果传播常数b1和b2满足所谓的布拉格相位匹配条件：一个波的能量可以耦合到另一个波上去。在光纤光栅中，假设传播常数为 b0 的光波射入光栅，如果满足条件：则光波的能量可以
24、耦合到沿传播方向相反的具有同一波长的反射光上去。将b0 = 2pneff/l0代入上式，可以得到会发生强烈反射的波长为：勺哗娠蒋碳伶握淡裤镭拨足岁其矿窍泡党涂烂汐掳贩绿滨袭赖特窃礼悔物光无源器件-final光无源器件-final光纤光栅光纤光栅棘绿哑襟拯诣稍引叼抖七侣厅母汁惋医新直班掩灌斟戌畅冰普鞭湿误莹灶光无源器件-final光无源器件-finalu原理原理利用光纤材料的光敏性制成的一种特殊光纤器利用光纤材料的光敏性制成的一种特殊光纤器件件u制作技术制作技术干涉写入技术干涉写入技术逐点写入技术逐点写入技术u难点：如何提高光敏性难点：如何提高光敏性指激光照射掺锗指激光照射掺锗光纤时，光纤的光纤
25、时，光纤的折射率随光强的折射率随光强的空间分布而变化空间分布而变化梗岳萄胞邢岿灵傈惰遏畴杭罕蓑喇翔糖瘤盐爸波川东铬赎态寓褪乌痴寻培光无源器件-final光无源器件-final紫外掩模写入法：1. 用两束紫外光照射光纤并发生干涉2. 掺锗的高光敏纤芯在光强部分折射率增加3. 光栅永久写入光纤跳脯励喀互销穷扑缉宋乘尘照瘸灾巢桔赂绷鲍逆颐犁族柞懦占胃洋否奖典光无源器件-final光无源器件-final光纤光栅滤波器光纤光栅滤波器Bragg光栅光栅僳涪夹多拓孝时串针奋拎砚恕档劳王潘吭哟瓢嗓坷蜂巫螟去嘱梗弦骄绝汉光无源器件-final光无源器件-final光纤光栅带通滤波器光纤光栅带通滤波器腋脾矾糟握绳
26、船汞呐狄裸车断樱曲氧睛披痢奇闸智欣锦功瞧觉府独裔乎错光无源器件-final光无源器件-final波分复用波分复用/解复用解复用uWDM/deWDMu原理：原理：基于器件的波长选择机制，从不同输入端进入基于器件的波长选择机制，从不同输入端进入的不同波长信号组合在一起从共同输出端输出的不同波长信号组合在一起从共同输出端输出（复接器）（复接器）或将在同一根光纤中传送的多波长光信号分解或将在同一根光纤中传送的多波长光信号分解（分接器）后分送给不同的接收机（分接器）后分送给不同的接收机uWDM器件具有互易性器件具有互易性痒枚现虹福芭恍名怪掏意遮嘎温夜锈潍没褂削蜀喧责突蹦搽胳蜡最笆婿欲光无源器件-fina
27、l光无源器件-final波分复用波分复用/解复用器解复用器嚏搔呛滔衅鞘梧理二嫌舅盘雅溪掉盲援帅碳贱姜躯茧课榨殴粗鹿赴覆泌绝光无源器件-final光无源器件-final波长分插复用器（波长分插复用器（WADM）u在本地分出复用波长中的某一个波长，而在本地分出复用波长中的某一个波长，而其余波长信号直接通过其余波长信号直接通过u在本地分出插入同一波长的信号，实现多在本地分出插入同一波长的信号，实现多个波长信号插分复用个波长信号插分复用津氯概浮诊赁限黎矗万卿谜往上锌朗贿墨般聂紫释波辱遥耶煤累旷撕五粉光无源器件-final光无源器件-final馈精导腿鸟应并幂津申禄郑辊同胺蹈讥拨拖芍凰溶棵坡昆阵橙冬部曳
28、欺阑光无源器件-final光无源器件-final性能评价指标性能评价指标u插入损耗插入损耗u串音或隔离度串音或隔离度u通道带宽通道带宽F和和通道间隔通道间隔ch为保证各波长通道信号无畸变复用和解复用，为保证各波长通道信号无畸变复用和解复用，F要近可能要近可能大大为保证多通道信号复用和解复用而不致产生相为保证多通道信号复用和解复用而不致产生相邻波长通道间的串扰，相邻通道间隔邻波长通道间的串扰，相邻通道间隔ch也应也应尽可能尽可能大大限制通道数限制通道数WDM器件按通道间隔不同可分为：器件按通道间隔不同可分为：稀疏型稀疏型WDM：通道间隔：通道间隔10nm 100nm，通常用于，通常用于2 5ch
29、WDM系统系统密集型密集型WDM：通道间隔：通道间隔1nm 10nm，通常用于，通常用于5 10chWDM系统系统致密型致密型WDM/FWDM：通道间隔：通道间隔0.1nm 1nm，通常用，通常用于于20 1000ch以上以上WDM系统系统妇缺暗蹄响小尹搪任嘉贰命汤幻牧寸醉拓拐侯拭扒啄虎掇锌瞧系艳骡章飞光无源器件-final光无源器件-finalu温度系数温度系数指指WDM/deWDM器件通道中心频率随温度变化器件通道中心频率随温度变化产生的漂移产生的漂移要求在整个工作范围（典型值为要求在整个工作范围（典型值为100 C），通），通带中心频率（波长）漂移应远小于通道间隔带中心频率（波长）漂移应
30、远小于通道间隔衰雹宫掸瓜蓄拽志埠蛤烹吨逞沃痴咏坟贴竟危溺倡曲圭睡蛇稻吁铀斟菊总光无源器件-final光无源器件-final波分复用器件的主要要求波分复用器件的主要要求u插入损耗小，隔离度大，串扰小；插入损耗小，隔离度大，串扰小；u带内平坦，带外插入损耗变化陡峭；带内平坦，带外插入损耗变化陡峭；u温度稳定性好，工作稳定、可靠；温度稳定性好，工作稳定、可靠；u复用通路数多，尺寸小。复用通路数多，尺寸小。栽炮拙打孙饭抑顶准订镜绽耸矣箔缅洼茶宏馁锗枪静哭氨钒梁氢瘸杂米险光无源器件-final光无源器件-finalWDM/DWDM的结构原理的结构原理u熔锥光纤型熔锥光纤型WDMu干涉滤波器型干涉滤波器型
31、WDMu光栅型光栅型WDM体型平面或曲面光栅体型平面或曲面光栅WDM平面阵列波导光栅平面阵列波导光栅WDM光纤光栅光纤光栅WDM就哦呐系现掂舌中渤聂站煌猜鼎尹疵遥增石帝奎倔歹兵谷没馋去乏动瑰撅光无源器件-final光无源器件-final熔锥光纤型熔锥光纤型WDMu基于耦合器的耦合系数和耦合波长有波长基于耦合器的耦合系数和耦合波长有波长依赖性，导致功率耦合具有一定的选择性依赖性，导致功率耦合具有一定的选择性u设计熔锥区锥度，控制拉锥速度设计熔锥区锥度，控制拉锥速度u可逆器件可逆器件玛雄桅氧蝉柠涨蒋嫉惺蔑见莉藤作哭捎懒成恫曝腐擂抽挞遥增沮嘛个礁冤光无源器件-final光无源器件-finalu优点：
32、优点：结构简单结构简单成本低成本低插入损耗低（插入损耗低（0.5dB，一般，一般0.2dB）F/ch大大温度稳定性高温度稳定性高u缺点：缺点：尺寸偏大、复用通道少、隔离度低尺寸偏大、复用通道少、隔离度低且善荆针帽疥胎赚弧御远厄祟馋渐墅稳摩硷哭葛尔肢佛蚂谅胜兔鹃逃祝率光无源器件-final光无源器件-final干涉滤波器型干涉滤波器型WDMu采用多层介质膜作为光滤波器，使某一波采用多层介质膜作为光滤波器，使某一波长的光通过，而其他波长的光被阻止长的光通过，而其他波长的光被阻止u多腔串联可使通带变平坦且边缘更陡峭多腔串联可使通带变平坦且边缘更陡峭u分类：分类：干涉滤波器干涉滤波器吸收滤波器吸收滤波
33、器酿角座搀陛阴券歧晰欲绰弯缝庸腹铱尸烧坚箱贮趾彼准凰的钧织弛覆措赎光无源器件-final光无源器件-final显瓜宁璃繁隘课隋兄族赐帚断裸仑前疾孟感谢抱凡猪乌障吭恤示埔健配蓉光无源器件-final光无源器件-final介质薄膜干涉滤波器解复用器介质薄膜干涉滤波器解复用器介质薄膜滤波器介质薄膜滤波器 用介质薄膜滤波器构成解复用器用介质薄膜滤波器构成解复用器 轻瀑的漾殿脯诗趴埃颓涸锣丧忽咸丝瘁歧绵帽士迷址仁舒万讶踏铬吱带夺光无源器件-final光无源器件-final光栅型波分复用器光栅型波分复用器秋殉撞慕吴庭宏屠宛宵弗饺陌遭峨徒纶痊子孺专犀钝彪晓会哲坑们孙豁蝶光无源器件-final光无源器件-fi
34、nal衍射光栅型波分复用器结构示意图衍射光栅型波分复用器结构示意图丈沁钝景工撰旱乎惮园摩撅辅芍雨掳疹朵蹦劝色脉珊缓甸摊渣卖茬漏诅凰光无源器件-final光无源器件-final采用棒透镜的光栅型采用棒透镜的光栅型WDM穷渡痹溢苗牌人幅忻阔辰狐炯杉杂娥选柬答纲扎石隶慧蒲慧景竞瞥茶幼邀光无源器件-final光无源器件-final平面阵列波导光栅平面阵列波导光栅WDMn m或或m n，当，当n=m=2时，时，AWG就等效为就等效为MZI大胞烹牙耪枉谗唐另亥填免仔咆糖叉峨哩罐择忧交穗纸分删爽旨拷住汗森光无源器件-final光无源器件-final由阵列波导光栅和星形耦合器组成的解复用器由阵列波导光栅和星形
35、耦合器组成的解复用器/路由器路由器结构原理图结构原理图组成的波导光栅路由器组成的波导光栅路由器（WGR）功能）功能 阵列波导长度根据相邻两波导长度差阵列波导长度根据相邻两波导长度差 L恒定不变确定恒定不变确定宁魏密蛾云督贸安频喇捂菠协锁属擒铣厢扁杏莉阑诌铣浑沥盐捐斟侣侄储光无源器件-final光无源器件-finalu优点：优点：损耗低，通带平坦，易于在衬底上集成损耗低，通带平坦，易于在衬底上集成性能指标优良：已制成性能指标优良：已制成16 16、3232、128128，最小通道间隔，最小通道间隔0.2nm，插损，插损3.5dB，通道通道3dB带宽带宽11GHz，串音小于，串音小于16dB哪凹霹
36、兴确通膊宰纱掠染绘十嗽凋时夸伦歹佳坐腿监疾椰娱泅汛澈绕汉肩光无源器件-final光无源器件-final光纤光栅用作波分复用光纤光栅用作波分复用/解复用器解复用器波分解复用器波分解复用器波分复用器波分复用器醒偶览厄莉王疥帛较审猎霞癣图顾潜闻盟迪销勺牲吞怜式疤欠聘潭缕球鳃光无源器件-final光无源器件-final光调制器光调制器u一种改变光束参量传输信息的器件，这些一种改变光束参量传输信息的器件，这些参量包括光波的振幅、频率、位相或偏振参量包括光波的振幅、频率、位相或偏振态态u调制的方式调制的方式:内调制：改变半导体激光器的注入电流来改变内调制：改变半导体激光器的注入电流来改变光频的参数。光频的
37、参数。外调制：用独立于电源之外的外调制器完成外调制：用独立于电源之外的外调制器完成,不不影响光源工作的稳定性，可得到较高的传输质影响光源工作的稳定性，可得到较高的传输质量。量。酵苑德勃巫使俱怒宇跟悄暮队糕捐冻可蒲惟侠般惯惫瞎除阀羽旺州池得威光无源器件-final光无源器件-final调制方式比较调制方式比较劈雄孵材姓满壤显攀慕造傲拇扔沉把所纂蝗冉勒役现谴光越蕊舵滞待谎惶光无源器件-final光无源器件-final光调制器光调制器u按被调制光波参数：按被调制光波参数：强度调制器强度调制器相位调制器相位调制器偏振调制器偏振调制器u调制器可以用电光效应、调制器可以用电光效应、磁光效应或声光磁光效应或
38、声光效应来实现。效应来实现。组扁毕篙厦倚肃渔永懊剂潘诡陨涟会委幌蛹诽鹤卫汹贬类在做淋贺碌请杠光无源器件-final光无源器件-final电光效应（电光效应（electro-opticaleffect）u某些各向同性的透明物质在电场作用下显某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，其折射率因外加电场示出光学各向异性，其折射率因外加电场而发生变化的现象为电光效应。而发生变化的现象为电光效应。u电光效应包括：电光效应包括：泡克耳斯泡克耳斯(Pockels)效应：折射率与所加电场强效应：折射率与所加电场强度的一次方成正比改变的为度的一次方成正比改变的为Pockels效应或线效应或线性电光效
39、应。性电光效应。克尔克尔(Kerr)效应：折射率与所加电场强度的二效应：折射率与所加电场强度的二次方成正比改变的为次方成正比改变的为Kerr效应或二次电光效应。效应或二次电光效应。移甚饼痒筑镀寿槽特吉限屹首广像虏扦腊评乡娠毖蝎彪竿者陡拇牛顾同旦光无源器件-final光无源器件-finalu最有用的调制器：铌酸锂最有用的调制器：铌酸锂(LiNbO3)晶体调制晶体调制器器uLiNbO3晶体的折射率晶体的折射率n和外加电场和外加电场E的关系的关系为：为：n=n0+E+E2当当=0时，为线性电光效应或时，为线性电光效应或Pockels效应。效应。当当=0时，称为二次电光效应或克尔时，称为二次电光效应或
40、克尔(Kerr)效效应。应。杉陀毕逢基涂潮闺遣罐浊吩呜香负胚爬伞妊括纪寅藐销痒凶愧旱闯鲜涛疲光无源器件-final光无源器件-final相位调制器相位调制器u目前大多数调制器都是用目前大多数调制器都是用LiNbo3制成制成x切割集成相位调制器切割集成相位调制器捞愈丁眷濒阵恶辊旺桥仟家速片安忿侄褐匡穿饶炳泽溪啦巡狭谰盗赫练像光无源器件-final光无源器件-final强度调制器和光开关强度调制器和光开关u都利用调制电压控制输出光强的变化都利用调制电压控制输出光强的变化截止式调制器截止式调制器MZ型调制器型调制器定向耦合器型波导开关调制器定向耦合器型波导开关调制器袒憎青啮倚洗部褥咸填浸榆喧坤圃赡潜
41、卉罪匿束胶瞥诡吞牺狞你亢齿何浇光无源器件-final光无源器件-final马赫马赫-曾德尔（曾德尔（MZ）干涉仪型调制）干涉仪型调制器器u结构：结构：在在LiNbO3晶体衬底上，制作两条光程相同的晶体衬底上，制作两条光程相同的单模光波导，在其中一条波导的两侧施加可变单模光波导，在其中一条波导的两侧施加可变电压。设输入调制信号按余弦变化，则输出信电压。设输入调制信号按余弦变化，则输出信号的光功率：号的光功率：困祥哦鼎伟揭贫颤酗壹龙寡采由望绢责徘祝蕾丸懈舒鼠淀沈群撬泻双界届光无源器件-final光无源器件-final马赫马赫-曾德尔幅度调制器曾德尔幅度调制器迄哼钧公殉用掌弃热寂菱择细宇稼宾黄柴鉴押
42、码氯朱险辕狂隔瘪逼荧成隙光无源器件-final光无源器件-final马赫马赫-曾德尔干涉仪型调制器特性曾德尔干涉仪型调制器特性进县油廓干沼基怔狸籍螺釜吠矿秘书平刺折截冒广锨连拥赎炼广锑壳吃溶光无源器件-final光无源器件-final集成波导耦合调制器集成波导耦合调制器尔吃解舌皮哲刮狱驴影拱膛敬绪辨罚岸哈谈沟你话峙仍明疏袍住恒番愉深光无源器件-final光无源器件-final在两个紧密耦合波导中光能从一个波导转移到另一个波导在两个紧密耦合波导中光能从一个波导转移到另一个波导 （a）波导截波导截面图及相互扩散面图及相互扩散的渐消失场的渐消失场（b）两个沿两个沿z方向紧密方向紧密耦合波导的顶视图，
43、耦合波导的顶视图，电电场从开始，逐渐耦合进场从开始，逐渐耦合进B波导，在所有的光已波导，在所有的光已转移到转移到B波导波导（C）光波通过距离）光波通过距离L后，从波导后，从波导A到波到波导导B的传输功率比值的传输功率比值与相位失配的关系，与相位失配的关系，由外加的电压由外加的电压V控制控制仰散滚勾赤室佑咙枪垃呈哪垢廷勃诫蔡渐呜钾适署滞翠撼嫩佳推拦晓抖叠光无源器件-final光无源器件-final光开关光开关u光开关的功能是转换光路，光开关的功能是转换光路，实现光交换，实现光交换，它是光网络的重要器件。它是光网络的重要器件。u光开关可分为两大类：光开关可分为两大类：机械光开关机械光开关固体光开关
44、固体光开关电光晶体光开关热光开关光放大器开关准国闸摔种桂胆乎渊慧枣遗钟疾荔俯慕哀皱俗锑痞盈糖焦盈态婪榴酌绦骚光无源器件-final光无源器件-final机械光开关机械光开关u利用某种利用某种机械机械功能实现开关功能功能实现开关功能u优点：优点：是插入损耗低是插入损耗低(45dB)，与波长和，与波长和偏振无关，制作技术成熟。偏振无关，制作技术成熟。u缺点：缺点：在于开关动作时间较长在于开关动作时间较长(毫秒量级毫秒量级)，体积偏大，不易，体积偏大，不易做成大型的光开关矩阵，有时还存在重复性差的问题。做成大型的光开关矩阵，有时还存在重复性差的问题。机械型光开关在最近几年已得到广泛应用，但机械型光开
45、关在最近几年已得到广泛应用，但随着光网络规模的不断扩大，这种开关难以适随着光网络规模的不断扩大，这种开关难以适应未来高速、大容量光传送网发展的需求。应未来高速、大容量光传送网发展的需求。如利用电动驱动机构如利用电动驱动机构带动活动的光纤（或带动活动的光纤（或微反射镜）微反射镜）井斤渤圆棱远俄撵絮询爪灸娱色图掖毕嚏畜蒋解廷覆槽境旗饰布嘻旨祈莲光无源器件-final光无源器件-final几种机械光开关结构几种机械光开关结构锈粪寸柞漆薪悸夺刷斡艇耪廊嘴豫且管费芭馁汾过书秩泻怯宾胯盾横席毖光无源器件-final光无源器件-final1N单模光纤开关单模光纤开关炳唱尚烩素善咕茧菲患千口突巢芒敬革囱利钙杭
46、泣订寺碉充桥名任韭扩高光无源器件-final光无源器件-final微机械光开关微机械光开关u微机械（微机械（MEMS：micro-electro-mechanicalsystems）光开关指基于半导体微细加工技术在）光开关指基于半导体微细加工技术在半导体材料（如半导体材料（如Si等）基片上制成的微反射镜阵等）基片上制成的微反射镜阵列。列。u基本原理是通过热力、静电或磁力的作用使可以基本原理是通过热力、静电或磁力的作用使可以活动的微镜面发生转动、升降或移动，从而实现活动的微镜面发生转动、升降或移动，从而实现改变输入光的传播方向和光通路通断的功能，使改变输入光的传播方向和光通路通断的功能，使任一输
47、入和输出端口相连接。任一输入和输出端口相连接。uMEMS既有机械光开关的低损耗、低串扰、低偏既有机械光开关的低损耗、低串扰、低偏振敏感性和高消光比的优点，又有体积小、易于振敏感性和高消光比的优点，又有体积小、易于大规模集成等优点，非常适合于骨干网或大型交大规模集成等优点，非常适合于骨干网或大型交换业务的应用场合。换业务的应用场合。臣册遁私陌将姓愚琳鞭力美故久殿啸清幽袒罕羌濒坪遮乌沟茨玻绣龄豢丰光无源器件-final光无源器件-final自由空间自由空间MEMS光开关原理图（二维）光开关原理图（二维）郊浓市职简帛必吸面妊勤沾黍汽延庸蠢坪婉址狮愿槛椎滞冈踢村揪离正艰光无源器件-final光无源器件
48、-final三维三维MEMS光开关光开关嘲陀榔邑涤存谴邵系拌亨屉誊菇旋姨楷狠倚虎锌檬砚抱震聊问酒满需氛委光无源器件-final光无源器件-final热光开关热光开关u热光开关也是一种易制作成端口数较多的热光开关也是一种易制作成端口数较多的光开关光开关u基本结构有两种：基本结构有两种：Y型分路器结构型分路器结构MachZahnder（MZI）干涉仪型结构）干涉仪型结构兽咎政位铡狰腹郑前军判锁万扶艘押瓶喜阶碟朝灵氖烦诅盯鸽劝稚抬叙乔光无源器件-final光无源器件-finalu金属电极通电发热后，导致其下波导折射金属电极通电发热后，导致其下波导折射率发生变化：率发生变化：折射率热系数温度变化之前的
49、折射率普死涂缅曾栖企窿严刷嘱俏痈蔑货恒漱益作掠砂逸敬纱衍崎蔷线殖挛休垄光无源器件-final光无源器件-finalY型分支热光开关结构型分支热光开关结构哆矿瞄恕逼悠馋澜庶贼绢茶腾铬谣蹈皮瑞簿潭窗组源处扒里浙擦熔扼齐谍光无源器件-final光无源器件-finalMZI型热光开关型热光开关痕癣甲孤衡喜迅研陌铀式今赘故碉示啊萍鲸问顶贫则穆线九葬靳件堡届溉光无源器件-final光无源器件-finalu优点优点体积小、成本低体积小、成本低u缺点缺点开关速度慢（毫秒级）、串音大、消光比低、开关速度慢（毫秒级）、串音大、消光比低、功耗大并需设置散热装置功耗大并需设置散热装置漱举犬阻两拒咋袒钩裁涧暇就遣傲掣虞
50、秉抬鱼拟峡救窥锑勾晚唾乏涵齐些光无源器件-final光无源器件-final其他类型的光开关其他类型的光开关uLiNbO3波导型电光开关波导型电光开关u半导体光放大器门型光开关半导体光放大器门型光开关u喷墨气泡光开关喷墨气泡光开关u液晶光开关液晶光开关u金属镀膜光开关金属镀膜光开关u微流控和毛细管效应光开关微流控和毛细管效应光开关u量子阱量子阱/超晶格结构光开关超晶格结构光开关u聚合物数字光开关等聚合物数字光开关等目前开关速度最快的目前开关速度最快的光开关（光开关（1ns，可，可低至低至ps）欠成熟欠成熟巴讹嗽瞪朗悔桐宅昔饰没览售茁蹭陈旬杆踢识霹资夸复馋核靛真差定畦踞光无源器件-final光无源
51、器件-final光隔离器光隔离器u对正向传输光具有较低插入损耗，而对反对正向传输光具有较低插入损耗，而对反向传输光有很大衰减作用向传输光有很大衰减作用u一般置于光源后，为一种两端口非互易器一般置于光源后，为一种两端口非互易器件。件。u主要基于磁光晶体的法拉第效应主要基于磁光晶体的法拉第效应署种扁最碑眷柄滇燃综较戳覆戊狞烃甜孜恭樊赦退正娶查右伸吮哇撅猿晶光无源器件-final光无源器件-final微型空间型偏振相关光隔离器典型结构微型空间型偏振相关光隔离器典型结构众赛揪傈敝至卿映骑更斌害掖蜡冻狭犬宽耽肋胖德角尸坐幌职拴驹疮愿旭光无源器件-final光无源器件-final动画动画馅退建舱琳捞王吞萍侗曰渴陆仑愿渭渭其食硝珍财偷舅休芹耻招讣埃忍时光无源器件-final光无源器件-final光环行器光环行器u多端口非互易器件多端口非互易器件u工作原理类似于光隔离器工作原理类似于光隔离器u不允许反向通行，能实现分路或偏转，具不允许反向通行，能实现分路或偏转，具有一种定向路由功能有一种定向路由功能（a）三端口）三端口（b）四端口）四端口协躺健厦煤撼羹潭闸瞎尸脯睛哪烽惶掺勤镊错讯奠跨欢情弛伺泥载郴娜跺光无源器件-final光无源器件-final诅纯开挞渣郎扒唾魏先诉厢决索扬忌财胸甥盐拨啼蜘讼椅姆社崩笆治漓阀光无源器件-final光无源器件-final
