单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光纤通信器件,*,第五章 光纤的制造工艺和光器件,1.光纤的制造工艺,光纤的制作要求,（1）透明；,（2）能将其拉制成沿长度方向均匀分布的具有纤芯-包层结构的细小纤维；,（3）能经受住所需要的工作环境所以，简单地说，光纤是将透明材料拉伸为细丝制成的制造光纤的材料应满足,闲持此爵楚挠台纠砌掀逮恋楞恨氮歌羊烤腾议倡靛佃何子蜡鸽闺豺肚蜂威第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,1,光纤通信器件,1.光纤的制造工艺（1）透明；（2）能将其拉制成沿长度方向,光纤的制造工艺,原料(SiO2和掺杂物质),制作预制棒,对检验合格的预制棒进行拉丝,原料检验,成品预制棒检验,曙漆杠札侣贩六登葫栋援门居叶频恕哼崇时嘘楔县囊顽古插袒窖奖坚梧练第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,2,光纤通信器件,光纤的制造工艺原料(SiO2和掺杂物质)制作预制棒对检验合格,光纤预制棒的制作,光纤预制棒简称光棒，是一种在横截面上有一定折射率分布和芯/包比的的透明的石英玻璃棒根据折射率的不同光棒可从结构上分为芯层和包层两个部分，其芯层的折射率较高，是由高纯SiO2材料掺杂折射率较高的高纯GeO2材料构成的，包层由高纯SiO2材料构成。
光纤预制棒制造技术是光纤制作工艺的核心，光纤的制作方法取名于预制棒的制造方法吮族涯桐疵撅锦羽蝎鞍爹积甲老噎爱烧钥批责升嚷昭端煌愚屎虫誉鹿追过第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,3,光纤通信器件,光纤预制棒的制作 光纤预制棒简称光棒，是一种在横,光纤预制棒的制作,制作方法,四十年来，发展出很多种光纤制造工艺，经淘汰选择，目前比较流行且保持批量生产的有四种OVD,VAD,MCVD,PCVD,外部气相沉积法；,气相轴相沉积法；,改进的化学气相沉积法；,等离子化学气相沉积法外包技术镜逢子拣腐陌进察砾概孤旅掳劣妮移污般寂落钉裂硒利辙窑别威皖硷佃秸第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,4,光纤通信器件,光纤预制棒的制作制作方法 四十年来，发展出很多种,拉丝,猾楞樟芒梦傅扎扔瓮丘项仅印窒曹乔唆皋拟百讹浦梢踌戈尺缎翁涡痒傀振第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,5,光纤通信器件,拉丝猾楞樟芒梦傅扎扔瓮丘项仅印窒曹乔唆皋拟百讹浦梢踌戈尺缎翁,拉丝,拉伸炉使预制棒在高温下(200022000C)熔融，在重力的作用下往下垂，并形成细丝，经直径监控设备检测达到标准后，(最初的一滴熔融热玻璃从预制棒的底部拉出，延展成光纤的起点，一般情况这一起始段都是废品)，就可以穿过涂覆器，这样光纤表面就涂上了保护层。
再经过紫外固化炉的固化，涂层就紧密结合在光纤表面，涂覆后的光纤由牵引轮牵引收到线轴上正确地控制拉丝温度、收丝速度是至关重要的屿牛旺唉痢他魂幻瞻夯气共佃英要副逾暑抓埠微赴须俘固状瓦稽屏渣病妨第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,6,光纤通信器件,拉丝 拉伸炉使预制棒在高温下(20002200,成品光纤的测试：,性能测试：带宽、损耗、拉力强度等光纤的外径为1251m，涂覆后的直径为25010m单模光纤的波段划分(单位：nm),O(原始)波段:1260-1360,E(扩展)波段:1360-1460,S(短)波段:1460-1530,C(常规)波段:1530-1560,L(长)波段:1560-1625,U(超长)波段:1625-1675,乡甜衰鳃薄肌忆耻灵首衰扭勺吼撂悄井张踩哮账吹枚樟嫌稚悲荤高斧详闹第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,7,光纤通信器件,成品光纤的测试：性能测试：带宽、损耗、拉力强度等其他材料制作的光纤,(1)多组分玻璃光纤：特点是纤芯-包层折射率变化范围大，NA大，但材料损耗大；,(2)塑料光纤：成本低，但损耗很大，温度性能差；,(3)中红外光纤：大于1.55um散射损耗低；,(4)液芯光纤：纤芯为液体，可以满足特殊需要；,(5)晶体光纤：纤芯为晶体，可用于制造各种有源和无源光器件。
柳射厢牵租筛岳破述宾漠降也放膏蛋照显鹊篇著两钮洋错卖唾不乔邑牟芯第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,8,光纤通信器件,其他材料制作的光纤(1)多组分玻璃光纤：特点是纤芯-包层折,*自聚焦透镜（Grade index Lens）,渐变折射率材料有径向渐变和轴向渐变折射率材料，自聚焦透镜是使用径向渐变折射率材料制成的透镜，其折射率分布式沿径向渐变的柱状光学透镜具有准直、聚焦和成像功能光线在空气中传播当遇到不同介质时，由于介质的折射率不同会改变其传播方向传统的透镜成像是通过控制透镜表面的曲率，从而完成聚焦和成像功能的自聚焦透镜同普通透镜(球透镜)的区别在于，自聚焦透镜材料不仅能够使沿径向传输的光产生折射，而且其沿径向逐渐减小的折射率分布，能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点属淳桓羚搅筐离储浙赖规盏义唆松炬粉髓绵主峨彦恰橡畅冬验峪拄抡朴馋第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,9,光纤通信器件,*自聚焦透镜（Grade index Lens）属淳桓羚,1、均匀折射率分布材料,2、依靠弯曲的光学界面,实现光学成像,3、通过非球面来克服像差，,提高成像质量,1、渐变折射率分布材料,2、依靠光线轨迹的弯曲,实现光学成像,3、通过优化折射率分布，,提高成像质量,综熟陈鸥臀彩猿绅振匈悍郧涕匈钙沮枉网浸玩砌苛趟拌冠肉吞社透晨砒崩第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,10,光纤通信器件,1、均匀折射率分布材料1、渐变折射率分布材料综熟陈鸥臀彩猿绅,自聚焦光纤：折射率按平方分布的光纤光纤的传播轨迹为正弦曲线经一周期后又会聚到另一点。
自聚焦透镜原理上就是一段自聚焦光纤不同点：芯径大(2mm或更大)，长度短(仅12个周期)，数值孔径大(0.20.6，可由长短决定大小)；制作工艺也不同，采用离子交换工艺此听落涅揣泵抑毯庭举相雍箕珐匀粉谣腹庭灰瘁青篮影彭切剖剖扑颂徘搬第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,11,光纤通信器件,自聚焦光纤：折射率按平方分布的光纤光纤的传播轨迹为正弦曲线,优点：1、直径小，体积微型化，焦距超短；,2、端面平面，便于光学加工、系统调节；,3、长度和折射率改变可引起透镜焦距和成像特,性的变化，可以起几个普通透镜的作用；,4、像差可通过改变透镜材料组分和离子交换工,艺来控制；,5、还可用于弯曲传像;,6、光线轨迹为sin或cos曲线，可形成“自聚焦”主要应用：光纤通信中的光无源器件、复印机、摄影物镜、显微物镜和医用内窥镜等尤渺剿赔物茅炒尧矗弄厌采藐思斤般述淆惟些惑湾痔久青拘吟殉晶贾畏诀第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,12,光纤通信器件,优点：1、直径小，体积微型化，焦距超短；主要应用：光纤通信中,自聚焦透镜利用了梯度变折射率分布沿径向逐渐减小的变化特征，其折射率变化由下式表述。
N0 表示自聚焦透镜的中心折射率,A 表示自聚焦透镜的折射率沿径向分布的常数(聚焦参数)，可以是A或 折射率分布的简化表示：,殃帘莉耿杆宣湛拢谰诉孟焰操赦胃渐娘员辈皱亮黄瞅氦羌堤裴晾蔗错褂胡第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,13,光纤通信器件,自聚焦透镜利用了梯度变折射率分布沿径向逐渐减,自聚焦透镜的重要特性：,重要性能参数：,焦距：f=-1/n,0,A,1/2,sin(A,1/2,L),聚焦参数：A=2D/a,2,数值孔径：NA=n,0,(2D),1/2,自聚焦透镜的直径：D,节距：P=2p/A,1/2,，,沿正弦轨迹传播，完成一个正弦波周期的长度即成为,一个截距P；,长度Z自聚焦透镜的长度为透镜两端面轴心间的距离,成像特性：与透镜长度有关：,1/4 节距透镜,1/2 节距透镜,0.23节距透镜,0.29 节距透镜,甸联两椎近弓甘纱截赐瞅酿恐估钞悯沉嚎怜冉槛粗陆滴滨罗陵夜嘿恬厕荡第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,14,光纤通信器件,自聚焦透镜的重要特性：重要性能参数：甸联两椎近弓甘纱截赐瞅酿,0.25P lens:on axis,美瘪毒喜阻恫矽卡凌徊孙陆芒差凌馆析超汉煎椿瘦揉镁杠兰菌泡渔警胡偷第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,15,光纤通信器件,0.25P lens:on axis美瘪毒喜阻恫矽卡凌徊孙,0.25P lens：off axis,双光纤准直器,波分复用器件,蒲礼液斜林才额隧溺软晋豁可寡盈掳潘畅狠蛮蟹央迎忙敝尚靳淤关蒙苯杭第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,16,光纤通信器件,0.25P lens：off axis双光纤准直器,波分复,0.23P lens：angle compress,出忆唾朋贿蔼聪崭植吕柠胸莆疫叮孕终厅鸿妓伴膏臻面识吗样檄彻蹈腕毯第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,17,光纤通信器件,0.23P lens：angle compress出忆唾朋贿,0.29P lens：facula compress,涡翟消殖遥兼彤熟撰傍僻剩沃印颧坍铲陨生这汉组嗓窥壤痕议提勋蔚雏请第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,18,光纤通信器件,0.29P lens：facula compress涡翟消殖,自聚焦透镜的应用：,(1)聚焦与准直,透镜在聚焦时存在着结构尺寸大，结构复杂，聚焦光斑大，不能再端面聚焦的缺点，但自聚焦透镜在聚焦时克服了这些缺点。
根据自聚焦透镜的传光原理，对于Z=1/4P节距的自聚焦透镜，当从一端面输入是一束平行光时，经过自聚焦透镜后光线汇聚在另一端面上，由球差理论可得自聚焦透镜聚焦点光斑的尺寸公式为：,R为焦点处光斑的半径,NA为数值孔径,f为焦距,N0为轴上的折射率准直是聚焦功能的逆向运用，根据自聚焦透镜的传光原理，对于Z=1/4P节距的自聚焦透镜，当汇聚光从自聚焦透镜一端面输入时，经过自聚焦透镜后会转变成平行光线急遂付钉毒撕绸厘辐阑些患阜纫峰燃顺盟咀湍斗略呈赛踏碑萍椎优驱绒沂第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,19,光纤通信器件,自聚焦透镜的应用：R为焦点处光斑的半径,NA为数值孔径,(2)光耦合,由于自聚焦透镜可以通过水平端面完成聚焦功能，加之其简单圆柱外形，使得其在进行光能量链接及转换中有着很广泛的用途，自聚焦透镜的这种聚焦功能使其能够应用于多种光耦合场所，从而改善普通透镜的光耦合效果四求菌聚罚粗慑逢溶协掏推负泣卒窝竣唁义辱是沼非前缝峻唁投杀施科仁第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,20,光纤通信器件,(2)光耦合四求菌聚罚粗慑逢溶协掏推负泣卒窝竣唁义辱是沼非,为了达到更好的聚焦效果，会在平端面透镜一端面加工一个13mm的曲面，此曲面与使得透镜弥散斑小，因此球面自聚焦透镜可减小聚焦光斑尺寸。
贺粉游怎宝录拇胳伺铣块诉慧测惭竞闲贺耕汇犹株股躺烛愧壬毕砸焦赖蜒第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,21,光纤通信器件,为了达到更好的聚焦效果，会在平端面透镜一端面,L1为光源或光纤到自聚焦透镜端面的距离，Z为自聚焦透镜的长度，L2为自聚焦透镜端面到光纤的距离为了使光源或光纤发出的光经过自聚焦透镜聚焦后能够有效地耦合进光纤，需要调节L1 和L2的距离来达到最佳耦合效率顺蘑折卿敞践絮鲤攒统戳事麻酸嗓贿人偿葬美烩杂传刷聪疥幂懒暖票蒸肠第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,22,光纤通信器件,L1为光源或光纤到自聚焦透镜端面的距离，Z为,准直透镜：,许多应用中需要将光纤发出的发散光束变换为平行光束，可通过在光纤输出端加一准直透镜来实现准直透镜是将光纤置于自聚焦透镜的焦点上经自聚焦透镜后，输出端光束的半径和发散角为,其中为光纤纤芯半径，为数值孔径；Z为自聚焦透镜的长度，称为透镜的聚焦常数限悸忻远灯郧莲孤策黔搜洱辨拈悼颗锐翁侠哥偏嫂獭陨猿澈贱竞每涧爷稠第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,23,光纤通信器件,准直透镜：经自聚焦透镜后，输出端光束的半径和发散角为其中为,上式中，若透镜长度Z取为节距的1/4时，上式成为,这表明，光束的束宽(半径)正比于光纤的数值孔径，而发散角正比于光纤纤芯半径。
单模光纤(芯径10m,数值孔径0.1)：光束直径为0.67mm，光束发散角为1.5mrad,是很好的平行光束多模光纤(芯径50m,数值孔径0.2)：光束直径为1.33mm，光束发散角为7.5mrad,光束平行度稍差些耙凶倦奇嘛曝莹海学淫宫草梦资碍尤邦吵咐搏擅形块科步闺划求炉丑歇汤第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,24,光纤通信器件,上式中，若透镜长度Z取为节距的1/4时，上式成为这,耦合透镜：,将光源(LD或另一光纤输出光)的功率有效地耦合进入光纤时，可利用自聚焦透镜作为耦合透镜，将光纤置于自聚焦透镜端面上，也可将多个自聚焦透镜级联这时有,式中，,l,是光源到透镜前端面的距离；是经透镜输出光光斑最大半径；是经透镜输出光束的张角；是光源半径；是光源输出光张角对应的数值孔径可以看到，选择合适的物距,l,值与透镜长度Z，与接收光纤参数匹配，可以使与尽可能地小，可取得最良好的耦合效果,之钎拽形扮捡甲哄持楞莹凋勾庭翰加赏殴妨俐描弦彦企月戏刷硫奏嘘介鬼第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,25,光纤通信器件,耦合透镜：这时有式中，l是光源到透镜前端面的距离；是经透镜,(3)自聚焦透镜成像,自聚焦透镜除了具备一般曲面透镜的成像功能还具备端面成像的特性。
对于P/2及1P截距的自聚焦透镜其端面成像机理如图2.5所示P/2截距的自聚焦透镜其端面成等大倒像，而1P截距的自聚焦透镜其端面成等大正像对于P/4截距的自聚焦透镜物在无穷远处时象在其后端面（只要物距远远大于透镜长度时可理解为无穷远）麻革猖喷肚弓悔毙神吊困衍边何能输琵肠腻婿绚臣暇桥私低壤琅肇信庭敢第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,26,光纤通信器件,(3)自聚焦透镜成像麻革猖喷肚弓悔毙神吊困衍边何能输琵肠腻,等高成像透镜：,在复印机、机、印刷机等成像光学系统中需要采用1：1成像系统这时采用自聚焦透镜最为简便，因为一根自聚焦透镜可满足正立、等倍、实像的条件而普通透镜至少需要三块透镜组合成复合透镜实际使用时，将物置于自聚焦透镜物方主平面上，在像方主平面上就会成一个物等高的实像透镜长度应在半倍节距和一倍节距之间采用自聚焦透镜可使物象变换系统大大缩短物像共轭长度同时，它在整条直线上成像分辩率相同，可使整个视场的传递函数值比较均匀，从而提高成像质量托冉劈蚌狈猜籽唁丑械貌吵轻调帐逢性藕袒雁级僚亥琅通捡埂敝狼甜穴字第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,27,光纤通信器件,等高成像透镜：实际使用时，将物置于自聚焦透镜物方主平面上，在,光纤准直器：,利用自聚焦透镜构成体积小巧的准直器。
或者逆向传输，实现聚焦功能，把平行光束聚焦到光纤传输布派爸半暴怨豌找绘娥悼彭狞壹掐叶吼近狞勘残旬抽秀贸篇原骆湾裕啼梗第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,28,光纤通信器件,光纤准直器：或者逆向传输，实现聚焦功能，把平,2.光环行器,光环行器的基本工作原理:通过一系列端口沿一个方向传送光信号即:在端口1输入的光信号只会在端口2输出；在端口2输入的光信号只会在端口3输出；在端口3输入的光信号只会在端口1输出方向性一般大于50dB端口1,端口2,端口3,忍济拧鲜靳种蹋遂炯黄父亮孟植禁氰喘苔吞姜埃烹尚侵苔沟匀绰丙鹰操衬第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,29,光纤通信器件,2.光环行器光环行器的基本工作原理:通过一系列端口沿一,-,45,0,+45,0,-45,0,+45,0,+45,0,+45,0,+45,0,+45,0,端口1,(只有输入),端口2,(输出/输入),端口3,(输出/输入),端口4,(只有输出),+45,0,+45,0,+45,0,+45,0,-45,0,+45,0,-45,0,+45,0,+45,0,+45,0,-45,0,+45,0,+45,0,+45,0,:光束位移器,:波片,:法拉第旋转片,:垂直偏振,:水平偏振,静轮架蝉直勘梯听阅禄湍裔崩瓣腔睬寨了雹憨卓哄兵势乎颠淀牲介琵燃监第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,30,光纤通信器件,-450+450-450 +450+450,光束位移器:,由强双折射材料(晶体)制成，它将不同偏振的光沿有微小差别的方向偏折。
输入光是非偏振的，但是进入晶体后分成两束，一束垂直偏振，另一束水平偏振；垂直偏振的一束向上偏折而水平偏振的一束直线通过法拉第旋转片:对光的偏振面的旋转具有非互异性，设计成正向通过时偏振面被旋转+450角，反向通过时依然被旋转+450角波片片:对光的偏振面的旋转具有互异性，设计成正向通过时偏振面被旋转+450角，反向通过时被旋转-450角袋乖父蒸的黄船瑟塑尼蹬含乃椿煤勉白颧双发指盆母掖词积污沛双辩颠礼第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,31,光纤通信器件,光束位移器:由强双折射材料(晶体)制成，它将不同偏振的光沿,狸咒祖殃兆咏胺且膨拍安佃撒重想浴封掷畴某庄温韶追蹲票滁业纱穿逊篆第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,32,光纤通信器件,狸咒祖殃兆咏胺且膨拍安佃撒重想浴封掷畴某庄温韶追蹲票滁业纱穿,光环行器的主要应用,光纤光栅型WDM；,OADM以及其他波长路由器件；,双向传输系统；,光发射机1,光发射机2,光接收机1,光接收机2,1,2,2,3,3,1,唁泞步服曙曼舔妨啼毒恕赔嫌践书据驱峰拂咯曾母级浅啡珍夜鳖凤褂锥襟第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,33,光纤通信器件,光环行器的主要应用光纤光栅型WDM；OADM以及其他波长路由,光环行器的主要应用,反射镜。
篇骡度对押液铬拱隧叛易肉铅恳符药夹运仅愈烧坡揣难组轴沼誉描椽臂掘第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,34,光纤通信器件,光环行器的主要应用反射镜篇骡度对押液铬拱隧叛易肉铅恳符药夹,3.光衰减器,光衰减器是随着光纤通信的发展出现的一种光器件，实现对光信号能量进行预期地衰减，可用于光通信线路/系统的评估、研究以及调整、校正等分类,位移型光衰减器,直接镀膜型光衰减器(吸收膜或反射膜型光衰减器),衰减片型光衰减器,液晶型光衰减器,横向位移型光衰减器,纵向位移型光衰减器,幼居淖雷列汪蜒枪泅顶窒掌斌咀彩蛹燕淫泳嗽变殴愚颖年洞寐悠庶能割摹第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,35,光纤通信器件,3.光衰减器光衰减器是随着光纤通信的发展出现的一种光器件，,(1)位移型光衰减器,横向位移型光衰减器,单模光纤的模场分布:,光纤轴线横向错位d后传输到第二根单模光纤的端面时，模场分布变化为:,仁卑兽炕港案诌呐撞布秽衔咸祸笑酱赣伤儒鸟荔罪杰笼卢伞蔚铁烧砍就掳第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,36,光纤通信器件,(1)位移型光衰减器横向位移型光衰减器单模光纤的模场分布:,相对于第二根光纤纤芯，入射光束的模场分布发生了变化，带来了由于模场失配产生的能量损失。
忽略光纤的轴向间隙，横向位移引起的光能量损耗为:,因此，可以设计出相应于不同损耗的横向位移参数，并通过一定的机械定位方式予以实现，得到所需要的光衰减器通常，横向位移参数的数量级在微米量级，所以一般不用来制作可变衰减器，仅用于固定衰减器类型混比饱瞎蚀忧琐弹敖玲览窿嗅啸究螟里扔洽秩脚皆骄哄蓝乏标矽睛壤瑰粤第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,37,光纤通信器件,相对于第二根光纤纤芯，入射光束的模场分布发生了变化，带来了由,轴向位移型光衰减器,光纤端面的间隙s同样也会带来光能量的损失，也可以通过高斯光束失配的方法，求得由于光纤端面间的轴向间隙引起的光能量损失:,在设计横向位移型光衰减器时，只要用机械的方式将两根光纤拉开一定距离进行对中，就可实现衰减的目的这种类型的固定光衰减器可以看成是损耗大的光纤连接器，设计时通常与连接器的结构结合起来考虑，外形也酷似光纤连接器帖嘴稼掐舰舰磅市括涩等榆尺酚磊粉谬衙既漓时蹋铃仗开园酬讣裁屋立清第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,38,光纤通信器件,轴向位移型光衰减器光纤端面的间隙s同样也会带来光能量的损失，,(2)直接镀膜型光衰减器,直接镀膜型光衰减器通常的做法是直接在光纤端面镀制金属吸收膜或反射膜，利用吸收膜或反射膜来衰减光能量。
3)衰减片型光衰减器,衰减片型光衰减器直接将具有吸收特性的衰减片固定在光纤的端面上或光路中，从而达到衰减光信号的目的这种方法可以用来制作固定光衰减器，也可以用来制作可变光衰减器马垮颂鹅鸡篱眉吭摘味艳峡章怕笋尺禽闲荫匿涵快液紧骡酋毛表饱峡噪刺第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,39,光纤通信器件,(2)直接镀膜型光衰减器直接镀膜型光衰减器通常的做法是直接,衰减片型光衰减器的具体做法,是通过机械装置，将衰减片直接固定在准直光路中，当光信号经过第一个光纤准直器准直后，通过衰减片时光能量被衰减，再经过第二个光纤准直器聚焦耦合到输出光纤使用不同衰减量的衰减片，就可以得到相应衰减值的光衰减器衰减片常用的材料主要有:红外有色光学玻璃、晶体、光学薄膜和滤光片等宙否捏拴钎咒狐锣斑札撼吠塞马渤贤镑熏澄孔跋忌稻僻谦脊赢烽配乖荔迸第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,40,光纤通信器件,衰减片型光衰减器的具体做法是通过机械装置，将衰减片直接固定在,衰减片型可变光衰减器,衰减片型可变光衰减器可以分为三种:,a 双轮式可变光衰减器,(a)步进式双轮可变光衰减器,盘1,盘2,衰减片,何汤盗且痪株予技琅国佑球挺泼癸冬瞒哆却斩拈自肚雨葵耽扫娩责颧隙皇第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,41,光纤通信器件,衰减片型可变光衰减器衰减片型可变光衰减器可以分为三种:a 双,这种结构的光路采用平行光路，在光路中插入两个具有固定衰减量的圆盘，不同衰减量的衰减片分别装在两个圆盘上，通过旋转两个这两个圆盘，使两个圆盘上的不同衰减片相互组合，即可获得不同档位的衰减量。
衰减片可采用镀膜或吸收型玻璃片制作b)连续可变双轮式光衰减器,步进圆盘,连续可变衰减片,衰减片,叼见寝舜隆垃啤叹蛾只摊媚了伍求录靡辆厨锋击戚拭鄂到誉骸妄菌沫增茸第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,42,光纤通信器件,这种结构的光路采用平行光路，在光路中插入两个具有固定衰减量的,连续可变光衰减器的总体结构和工作原理,同双轮式可变光衰减器相似不同的是在衰减元件上做了相应的设计变化，它由一个步进圆盘和一片连续变化的衰减片组合而成步进圆盘有相应的衰减档位，这样通过步进圆盘的粗档和连续变化衰减片的细档共同作用即可达到连续衰减光能量的目的连续衰减片:采用真空镀膜的方法，在圆形光学玻璃片上镀制金属吸收膜而制成；镀膜时，采用特殊的专用扇形装置(可连续均匀地改变其张角)来覆盖玻璃基片，使得所镀的膜层厚度逐渐均匀变化，从而使衰减量连续变化片桑婆阜欠瓣秋抬获山资蓖纤债捆衙箭秤态借齿浚柞坑顾靴唤签嘲宫哩延第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,43,光纤通信器件,连续可变光衰减器的总体结构和工作原理同双轮式可变光衰减器相似,b 平移式光衰减器,这种光衰减器的衰减元件改用全量程连续变化的虑光片，虑光片的制作方法同扇形连续变化衰减片相似，使所镀膜的光学密度随虑光片平移的方向呈线性变化；其他元件与双轮式结构一样。
连续可变衰减片,光纤准直器1,光纤准直器1,垒纶筒奖膨咐并蔑财扎鸽并俊琳哟件旭嚷藐笑催娜彻抱似菠遏稼铺告碗豢第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,44,光纤通信器件,b 平移式光衰减器这种光衰减器的衰减元件改用全量程连续变化的,连续变化虑光片的透过率:,式中，k是常数，由虑光片吸收系数和虑光片的几何尺寸决定；s是虑光片垂直于光路的位移量；T0是虑光片起始处的透射率这种光学结构的衰减器，其连续变化的衰减量的线性度依赖于吸收膜的均匀性、虑光片位移面的平整性贫拇楷净邱言恨宅帜蚁祷痒泞希僻伎砍荫皖收遍辆遍谨弄温噪逗蕾逝娇逃第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,45,光纤通信器件,连续变化虑光片的透过率:式中，k是常数，由虑光片吸收系数和虑,c 智能型机械式光衰减器,前面所讲的几种光衰减器都采用了机械定位或机械调节调节衰减量、刻度盘读数等方法，不可避免地或多或少带来一定的精度误差智能型光衰减器通过电路控制电动齿轮，驱动可调衰减元件按预定的衰减量变化，同时将检测到的实际衰减量作为反馈信号，反馈到电路中对衰减量进行修正，从而达到自动驱动、自动检测和显示光衰减量的目的。
光衰减部件,驱动电路,监控电路,显示电路,计算机远端控制,叛定熄刊探聊研谊黍锰见镭柏庐痘镐蝉弦枪邓腾哨诫留汪涛压怪醋渤榷浊第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,46,光纤通信器件,c 智能型机械式光衰减器前面所讲的几种光衰减器都采用了机械定,(4)液晶型光衰减器,液晶型光衰减器利用分子轴扭向排列的液晶光束位移器,:玻璃基片,:透明电极,:液晶层,冲鉴土啡庭歪诫苟墩篮奇与实溃幅盐却内眯赌碳侮挠箍斤宝袖衣岩盒寨鸽第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,47,光纤通信器件,(4)液晶型光衰减器液晶型光衰减器利用分子轴扭向排列的液晶,工作原理:,光纤入射的光信号被光束位移器分成两束线偏振光，经过液晶层时，如果液晶层没有加电压，则两束线偏振光的振动面同时被旋转450角，旋转后的偏振光再经过第二个光束位移器合为一束平行光出射，然后耦合进光纤当液晶层加相应的电压以后，液晶晶向旋转角，两束偏振方向互相垂直的线偏振光经过此时的液晶时同时被旋转(450+)角度，经过第二个光束位移器时合为一束平行光时造成光能量的损耗液晶晶向旋转角随外加电压的变化而变化。
腹搏很娃郡坪转画专嗣予术景晰罐猎雏乒卢层撑赎敦炬弓篷埋犹潜为译梨第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,48,光纤通信器件,工作原理:光纤入射的光信号被光束位移器分成两束线偏振光，经过,光衰减器基于功能的分类,光衰减器的特性参数:,固定光衰减器,可变光衰减器,a 衰减量和插入损耗；,b 衰减精度；,c 回波损耗洽发牛蜀饼盒臭丸希酞簇车勃始菌鸭主翻柯范绵淹桥锯痢硷尘叁渣账久莽第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,49,光纤通信器件,光衰减器基于功能的分类光衰减器的特性参数:固定光衰减器可变光,4 光开关,光开关是光纤通信中作为光路切换之用的，实现光通道的通断和转换比如主用光纤和备用光纤之间的切换，或者光交换机中的光路切换，实现全光层的路由选择、光交叉连接、自愈保护等功能光开关是实现全光网络的核心技术之一光开关的性能参数:,a 插入损耗:输出端口相对于输入端口光能量的损耗，以分贝表示光开关是以光为核心实现光的通断的系统部件，不存在光电转换谍疟腾臼淹仁污舍忘衣散忿疾溉犁耀风劫也组沈佰瞬菇胶膛铆镰象乙历报第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,50,光纤通信器件,4 光开关光开关是光纤通信中作为光路切换之用的，实现光通道的,b 回波损耗:从输出端口返回到输入端口的光功率与输入端输入的光功率的比值，以分贝表示。
c 隔离度:两个相隔离输出端口之间，非输出端口的光功率与输出端口光功率之间的比值，也以分贝表示d 开关时间:指开关端口从某一初始状态转为通或断所需的时间，测量开关时间时从施加或撤去转换能量的时刻开始妊孩护言爪烷白脂嘱抄蔽去汲悬继类痒安盏盎涟渴肋创早葡阴爆哟拴柜寡第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,51,光纤通信器件,b 回波损耗:从输出端口返回到输入端口的光功率与输入端输入,输出光纤,输出光纤,各种类型的光开关,光开关可以分为机械式和非机械式光开关1)机械光开关,机械光开关通过移动光纤或其他光学器件从而达到改变光信号方向的目的机械装置控制光纤或其他光器件切换光路,丧诈崎峰屿腆潮赊糙闭喻续音诲坯仓泽下停莎骑圈繁卞皮佰朽儒埂膏猛耕第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,52,光纤通信器件,输出光纤输出光纤各种类型的光开关光开关可以分为机械式和非机械,光开关器件中，准直和会聚光器件分别在输入端和输出端将光束进行准直以便控制以及会聚聚焦到输出光纤机械光开关的共同点是它们运作都涉及到光器件的移动，精确的移动设计要求非常严格。
机械光开关是最简单最便宜的光开关，在光通信领域得到了广泛的应用；主要应用于保护交换、以及必要时能够交换信号但又不经常发生光路切换的场合机械装置使输入光纤的一小段长度发生弯曲，或通过机械触发/电触发的方式改变光路方向同执炯栅瞩唉艰外艺断允胃骇翠宣施奢姬割竞滁慎手劳阂续笺步锯战洞埂第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,53,光纤通信器件,光开关器件中，准直和会聚光器件分别在输入端和输出端将光束进行,(2)电光/磁光/声光光开关,利用晶体在外加电压/磁场，或者声波通过晶体材料时光学特性会相应的发生变化，最终导致光信号之间的相位变化或者偏振态发生预期的变化棍肋逻盲铬盔巷氢兽录舵哮恰萄鹰呆洼绥电摆遍糖棘囊锤恃矽椅迪呈助动第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,54,光纤通信器件,(2)电光/磁光/声光光开关利用晶体在外加电压/磁场，或者,(3)热光光开关,热光光开关技术主要是用来制造小型光开关，通过集成多个12光开关也可组成较大的阵列热光光开关产生开关效应的机理是热光效应热光效应通过加热的方法，使光传输的介质的温度发生变化，导致光在介质中传播的折射率和相位发生变化。
折射率随温度的变化关系:,式中，n0为温度变化之前的折射率，T为温度的变化，为热光系数，单位是/0C涎矾殿契绅鼓懊忍帽扣控奠洗容首施戎入章考髓喻掏麻盂贞朴未磕绝个功第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,55,光纤通信器件,(3)热光光开关热光光开关技术主要是用来制造小型光开关，通,温度变化最终导致相位的变化:,a 干涉式热光光开关(M-Z干涉型),1,2,4,3,在Si或NiLiO3基底上生成3dB耦合器构成的对称M-Z干涉仪，其中一个干涉臂上镀有金属加热器，形成相位延迟器多采用Si基底，因为散热比较好金属膜加热器,NiLiO,3,基底,矾嗡皖漠溪哲舜辰宛违审浓腥勒咨畴棚驮挞宝挫咨痊谋户纺当辆柔衫历独第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,56,光纤通信器件,温度变化最终导致相位的变化:a 干涉式热光光开关(M-Z干涉,设定温度为T,0,时，两条干涉臂产生的相位差为0，对于3端口来说，光信号产生干涉加强输出，而4端口干涉相消没有光能量输出；当温度为(T,0,+T)时，3端口和4端口正好反过来，4端口产生干涉加强输出光信号，而3端口没有光能量输出，达到3端口和4端口切换光路的目的。
干涉式热光光开关结构紧凑，但是对光波长敏感，而且需要进行精密温度控制b 数字式热光光开关(DOS),碑打迷清秀疹莹绵苑祸衡闪廊眨锯莎赊撂拜随盟粕官猎耕辣矢部描娄日粳第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,57,光纤通信器件,设定温度为T0时，两条干涉臂产生的相位差为0，对于3端口来说,数字式热光光开关,的原理和结构比较简单，一般是通过模式重组来实现光路切换的动作，通过加热光路分支的折射率，从而控制光路的改变最简单的数字式是12的Y型光纤耦合器分支结构:,金属膜加热器,式中，T0为设定室温，TC为光通路改变的临界温度，为热光系数搽范散屎庞令档挫酌亚和闷仟止份戴呈旧来硬集森蟹坊赊捕旺炎缄稍财初第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,58,光纤通信器件,数字式热光光开关的原理和结构比较简单，一般是通过模式重组来实,为了实现模式选择的绝热状态，要求分支角很小，一般在零点几度或者零点零几度通常采用热光系数高的聚合物制作波导不加热时，n上大于n下，光信号从1端口输出，加热到一定温度时，n上小于于n下，光信号切换到2端口输出。
数字式热光光开关结构简单，制作容差大、当输入电压控制温度变化时光强呈阶跃特性4)喷墨气泡光开关,姥外厌筷幂船蚜锹脏裳契翻请窜屏歹叉碳奈龙杭桐唁忘负赡巫家劫处歧府第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,59,光纤通信器件,为了实现模式选择的绝热状态，要求分支角很小，一般在零点几度或,气泡光开关技术,是利用气泡和波导之间的全反射来达到光路切换的目的安捷伦(Agilent)公司的喷墨气泡光开关,拇勃杉疑灌够丢或杯两替低啦瞩颗垦匙栖受仅来氮渐径挤吧荐灵池耸晋拆第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,60,光纤通信器件,气泡光开关技术是利用气泡和波导之间的全反射来达到光路切换的目,每个沟道中填充有与波导相同折射率的匹配液，中部有一个微电阻，HP的喷墨技术控制微电阻，使其发热产生气泡，并使气泡移动到交叉点，光信号在气泡界面发生全反射，此时光信号处于关的状态，切换到另一条光路传输，否则光路处于开的状态,气泡尽管在移动，但是气泡光开关不存在机械移动部分，开关时间(气泡产生消失时间)在ms量级掌揪乖扭柄措寂荡刃熔箕炊惺岔菌膨存臆球絮献魄相帛拥蒂硼腮滑秒勉栓第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,61,光纤通信器件,每个沟道中填充有与波导相同折射率的匹配液，中部有一个微电阻，,:波导,:沟道,煎纷呸溉涎倚龋得墟黔岿繁惦痞挣峭导腺殃宿柏伸兵顶辆蓉诀侣牛伶疮迈第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,62,光纤通信器件,:波导:沟道煎纷呸溉涎倚龋得墟黔岿繁惦痞挣峭导腺殃宿柏伸,(5)液晶光开关,液晶光开关技术利用液晶晶向在外电场的作用下会发生改变，晶向又影响在液晶中传输的偏振光的偏振态。
一般情况，设计液晶光开关时，液晶在未加电压时对偏振光的偏振态不会施加影响，保持原来的的偏振态在液晶中传播，当给施加一定电压后，液晶晶向的变化导致偏振态发生改变，使其旋转900，从而改变光信号的传输方向栏苏男社虽砚龄怜况窄样胶戴舅浚括油霸淄赡悄皂傍恼死雷显禾涨临恫具第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,63,光纤通信器件,(5)液晶光开关液晶光开关技术利用液晶晶向在外电场的作用下,端口1,端口2,输入端,端口1,端口2,输入端,:水平偏振,:垂直偏振,:光束位移器,:液晶,肩宵挑扼辉扑靶撼离违蕊剂赣茸玻蛊案墓涤鸯酚欢办寥斗仿揽餐了伪褐泄第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,64,光纤通信器件,端口1端口2输入端端口1端口2输入端:水平偏振:垂直偏振,(6)全息光开关,全息光开关利用布拉格光栅实现对光的选择性反射通过全息技术在晶体内部生成布拉格光栅，当没有外加电压时，光能直接通过晶体，从输出端口输出；反之，给晶体施加电压改变布拉格光栅的结构参数，此时布拉格光栅把光信号反射到另一个输出端口，达到切换光路的目的。
7)微机电系统(MEMS)光开关,MEMS(或MOEMS:微光学电子机械系统)光开关被认为是全光网络中最有应用前景的一项光开关技术集灵座搀怔咬浓角床溜洋纵伐朽相刨踏择具怜督劳慢悦蠢波谍浪堕弃菲彻第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,65,光纤通信器件,(6)全息光开关全息光开关利用布拉格光栅实现对光的选择性反,MEMS(Micro-Electro-Mechanical System),是指将微型机械、微型执行器、信号处理和控制电路等集于一体的可批量制作的微型器件或系统而,MOEMS(Micro-Opto-Electro-Mechanical System),把微光学应用到微机电系统中，这是微机电系统在光纤通信中的重要应用微光学电机械芯片是包含一个或一个以上微机械元件的光系统或光电子系统，其应用遍及光纤通信、光显示、及光学传感等多个方面拦窖废采魏视滦复此剖人骆人素惩族腐背汕粉卉简剪总琶唁艳庶馅渝型交第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,66,光纤通信器件,MEMS(Micro-Electro-Mechanical,MEMS光开关的控制原理,MEMS光开关是利用机械开关的原理，同时利用平面波导技术，将微机械系统集成在单片硅基底上；实用化的MEMS光开关原理十分简单，其结构实质上是微镜片阵列，当进行光交换时，通过移动或改变镜片角度，把光信号直接送到或反射到光开关阵列的不同输出端。
镜片的移动、镜片角度的改变多采用静电法驱动或磁感应法驱动、光功率驱动、热驱动、电致伸缩法驱动不同的驱动方式决定了MEMS光开关的控制和驱动电路的形式不同，由于MEMS对光器件的改变精度要求很高，因此对相关的控制和驱动电路很严格货骄拢其葫洱蒂厘垄卞晒赵猫浚乃徐护迫漆秆犀留绵殉繁弘邻桑株心稍疙第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,67,光纤通信器件,MEMS光开关的控制原理MEMS光开关是利用机械开关的原理，,5 光分插复用器(OADM),OADM的作用是在通信网络节点处分下和插入一个或多个波长的光信号，它以光信号为操作对象，直接在光层上实现中间局站业务的分出和插入，抛弃了SDH的相关电设备；SDH的分插复用速率为155Mb/s，最大是2.5Gb/s，而OADM分插光信道，每个光信道的速率可以是2.5Gb/s或者是10Gb/s甚至更大，这也是OADM的分插复用速率，有效地克服了SDH终端设备的电子瓶颈问题德霜啊蛾幸找啸差钩牙发苦吭玛翌臃攒萎足侗姿尊诗个烃瞪舔痊住涛婆渣第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,68,光纤通信器件,5 光分插复用器(OADM)OADM的作用是在通信网络节点处,OADM的实现方法,(1)光纤光栅+环行器型OADM,环行器1,环行器2,1,2,3,1,2,3,n个波长输入,n个波长输出,控制部分,固定多波长OADM,波长可调谐OADM,DEMUX,drop,MUX,add,DEMUX,drop,MUX,add,殊缺祸严斑戒拔昂接搀耸钮败饵扁融脾果膜软掇昆碰诚浊盯饯淮吨哆务吕第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,69,光纤通信器件,OADM的实现方法(1)光纤光栅+环行器型OADM环行器1,(2),光纤光栅+M-Z干涉仪型OADM,FBG,drop,add,n个输入,MZI,3dB耦合器,3dB耦合器,n个输出,M-Z干涉仪的其中一个臂可以由PZT(压电陶瓷)控制，从而控制输出耦合器的相位。
卞耽攻位愿踏毕墨培字炮阂踏续寅布法办唯胡黍畅焦粪拨胆玉仙论淮癸利第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,70,光纤通信器件,(2)光纤光栅+M-Z干涉仪型OADM FBG drop,环行器,1,1,1,1,1,1,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,2,2,2,2,多个波长输入,多个波长输出,滤波器,2,滤波器,环行器,光开关,可变光衰减器,(3)薄膜滤波器+光开关型OADM,Add 1,Add 2,Add 3,Add 4,Drop1,Drop2,Drop3,Drop4,1,2,3,4,1,2,3,4,3,3,啡漾娩舅溃者牟匪噎禹妖览蛔江膝填颅怎蓝防锑署袁院溜浆重荡靶述康拭第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,71,光纤通信器件,环行器11111111222233333332222多个波长,(4)波分复用器+光开关型OADM,add,drop,n个输入信号,n个输出信号,光开关,DEMUX,MUX,浆改患臂赵窗颊涟失所套因扳喻苹治敖碾栽篆袖非命邮诚航腻舒毫咀楷策第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,72,光纤通信器件,(4)波分复用器+光开关型OADMaddd,任意波长的业务都可以分插的OADM,利用波长变换器对上下路波长业务进行变换。
n个输入信号,n个输出信号,DEMUX,MUX,波长变换器,add,drop,光开关阵列,芹盯陛躬舱谍浪郡兴穴稗趾申抛非袜恃疡畜朗汞果青巾挚晰积渗属抗脆赞第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,73,光纤通信器件,任意波长的业务都可以分插的OADM利用波长变换器对上下路波长,波长变换器,波长变换器:顾名思义，就是改变信号光的波长，同时又保持信号光所承载的信息不变对早期铺设的1310nm窗口的通信光纤不适合采用WDM系统进行升级扩容，因此在复用和解复用处就需要波长变换器对波长进行变换不同的网络管理可能没有协调一致的波长分配，此时也需要波长变换器波长变换有光/电/光的方法和全光方法前者首先将光信号解复用后转换为电信号，电信号再调制所需波长的激光器；后者还不成熟，正在研究中贷旷梯肘太煌鞭蚜昭纫垂弗枯缔坤傣伙温懈刑辙刺超穿渗玄唬震土抹慕秽第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,74,光纤通信器件,波长变换器波长变换器:顾名思义，就是改变信号光的波长，同时,光分插复用可以在光码分多址组网技术构成的全光网络开放结构中按需要在光交叉连接设备的节点或光交换网络节点之间自由分接和复用。
烟剪纫锅逼羊俐他零锐呻酷吁拂铆贾棺惮舅飞仇泽甸倪非哑钵挨草板浇瘤第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,75,光纤通信器件,光分插复用可以在光码分多址组网技术构成的全光网络开放结构中按,6 光交叉连接器(OXC),光交叉连接技术和光分插复用技术一样，都是是全光网络的核心技术对于无波长变换能力的OXC构成的光网络，路由选择受到波长连续性限制，即一条光通道的各复用段必须采用相同的波长这样的光通道称为波长通道光交叉连接设备中的路由/波长分配,对于具有(或部分具有)波长变换能力的OXC构成的光网络，路由选择有更多的自由度这样的光通道称为虚波长通道彻娠抑叁某戊右弄垦通槛寞譬蹭镣畴俐萧掂雄酗域嫉队傣绢坡钳屯婚孽匹第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,76,光纤通信器件,6 光交叉连接器(OXC)光交叉连接技术和光分插复用技术一样,波长通道必须在光通道层找到一条链路，在这条链路的所有复用段中，有一个共同的波长是空闲的，如果找不到这样的链路，这个传送请求被阻塞，采用集中控制方式；而虚波长通道因为采用了波长变换器使得业务在不同的复用段可以占用不同的波长，大大降低了业务的阻塞，采用分布式控制。
从光交叉连接器的功能和内部结构角度出发，其实现形式可以分为三类:,(1)光纤交叉连接(FXC),1,1,2,2,M,M,输入光纤,输出光纤,懊烦油尼摊翘佃趾钮巴斧筛怎韧玩州臼裸征钒拉画撂听糠扑豁迈往箕谣整第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,77,光纤通信器件,波长通道必须在光通道层找到一条链路，在这条链路的所有复用段中,光纤交叉连接,将任意一根输入光纤中的所有波长业务一次性地交叉连接到任意一根输出光纤，交换的基本单位是一路光纤，并不对多波长业务进行解复用，可以看成是自动光纤配线架FXC结构简单，交叉连接的颗粒度最大，可提供最简单的配置和网络恢复能力,对于光纤切断的大故障，FXC是一种较好的解决方案但是这种交叉连接器在WDM光网络中不能实现多波长通道的灵活性，无法实现波长路由，即端到端的波长业务幅淬脊劫荫波邢兴奋承沸驹终铸沙悸防招峻双扎侨团掣碉系质吾钦顽宦诌第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,78,光纤通信器件,光纤交叉连接将任意一根输入光纤中的所有波长业务一次性地交叉连,(2)波长选择交叉连接(WSXC),光纤1,光开关,DEMUX,MUX,光纤2,光纤n,光纤1,光纤2,光纤n,1,2,n,1,2,n,1,2,n,其油沤吵铸确曾县落译括犁聘造葫性左窑泌田钨蝴延线萎恢谋和籍越炕闸第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,79,光纤通信器件,(2)波长选择交叉连接(WSXC)光纤1光开关DEMUXM,波长选择交叉连接，又称波长固定交叉连接，将输入光纤中任意波长交叉连接到使用相同波长的输出光纤，不同光纤中的相同波长之间进行交换。
即多路光纤中的光信号分别由各自的解复用器解复用，然后相同波长的业务进行交换，交换后的各路相同波长的业务各自输出端的复用器，复用后最后耦合进各输出光纤显然，WSXC实现了单波长粒度的业务交换，具有提供端到端的波长业务能力和波长级业务量的疏导能力，可以实现复杂网络波长路由的保护和恢复但这种结构存在波长阻塞问题，即无法处理不同光纤中的相同波长业务进入同一条输出光纤鼎狐茶绸阿膘猩裕赂爆矢表逝吐似镣矢嘘混恰踩莆堤鼠辊循鬼决笆监辨囤第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,80,光纤通信器件,波长选择交叉连接，又称波长固定交叉连接，将输入光纤中任意波长,(3)波长交换交叉连接(WIXC),DEMUX,MUX,波长变换器,光开关阵列,光纤1,光纤2,光纤m,光纤1,光纤2,光纤m,亲嫡森瓦胜卜苏舜恬奠平柜吁物明志葫栽极供栋么瞳杆为植让焙交叔决舵第五章 光纤的制造工艺和光器件第五章 光纤的制造工艺和光器件,8/9/2024,81,光纤通信器件,(3)波长交换交叉连接(WIXC)DEMUXMUX波长,波长交换交。