光纖傳輸系統(tǒng)中對光路起轉換、連接和控制功能的單元,又稱光無源器件。主要有光連接�、光耦合器、光開關、光衰減�、復用器和解復用器等�1970年多模光纖取得突破性進展,光纖開始應用于通信技�,隨之出�(xiàn)了光連接��70年代末期,單模光纖出�(xiàn)并用于傳輸系�(tǒng)之后,相應地研制出單模光纖器件和平面型光纖器�,以適應長波長單模光纖傳輸系�(tǒng)的需�。光纖器件已有很多品種。光纖器件的基本理論和相關技術的研究受到人們重�,已經成為光電器件的一個獨特的門類(見光纖光纜)�
基本參數 光纖器件有兩個基本參�,即插入損耗和隔離�。光纖傳輸系�(tǒng)要求插入損耗小、隔離度大�
插入損� 光纖器件插入光纖傳輸系統(tǒng)所引起的光功率損�。通常用器件輸出功率光纖器件與輸入功率 Pi之比的對數值來表示,即
光纖器件
對于多端輸出的器�,光纖器件應是各輸出端功率之�。產生插入損耗的主要原因是器件中光的漏泄、輻�、散射和像差等。插入損耗通常采用截斷�、臨時接點法(或兩點法)來測量,測量在穩(wěn)�(tài)模式分布的條件下進行�
隔離� 某些光纖元件插入光纖傳輸系統(tǒng)后,引起光從一個光路漏泄到另一個光�,常稱串音。通常用漏泄到另一個光路的功率P1與主光路輸入功率Pi之比的對數值來表示�
光纖器件
產生串音的主要原因是器件中光纖端面的菲涅爾反�、各光路之間的包層厚度不當以及對漏泄和輻射模的吸收性能不佳等�
結構 光纖器件有光纖型、棒透鏡型和平面型等結構。光纖型器件是光纖經過研磨拋�、熱熔拉錐或鍍膜等工藝制成的。加工較為簡�,無需特殊材料,因而成本較�。棒透鏡型器件是用棒透鏡或配以必要的其他微光學元件制成。棒透鏡是橫斷面折射率呈拋物型分�、對傳輸光束有自聚焦作用的圓柱形透鏡,又稱自聚焦透鏡(圖1�。這種透鏡的特點是焦距小、數值孔徑大、像差小、加工和連接方便、調準容易。由兩根長度�1/4節(jié)距的棒透鏡所構成的準�-聚焦平行光路適用于多種光纖器�。平面型器件以鈮酸鋰等作襯底材料,用集成電路工藝制成。其特點是體積小、抗外界干擾性能�,是集成光學器件的一種初級形�,又稱薄膜光波導無源器件�
光纖器件種類 光纖器件按功能分�,有光連接�、光耦合�、光開關、波分復用器和波分解復用器、光衰減�、光�(huán)行器、光隔離器和光調制器��
光連接� 實現(xiàn)光纖與光纖或光纖與其他器件光學連接的器�。它的主要參數是插入損�。光連接器品種甚�,按插孔的結構型式�,有O型、C型和V型等;按光纖種類和芯數分,有多模、單模光纖連接器,多芯、單芯光纜連接器等;按應用場合�,有通用�、現(xiàn)場裝配式、密封式和穿墻式�。通用的多模單芯光纜連接器的插入損耗一般為 0.5�1分貝(圖2�。單模光纖連接器的插入損耗可� 0.3分貝�
光纖器件
光纖器件圖冊
光定向耦合� 使光路之間按比例實現(xiàn)能量耦合,且分光路線與傳輸方向有關,可作成三端口或四端口器�。根據結構和工藝的不同,可分為拼接式、拉錐式、棱鏡式、平面式等(�3)。光定向耦合器的主要參數是插入損�、分光比和隔離度。主要用于單線雙向傳輸及數據網等�
光纖器件
光纖器件圖冊
星形耦合� 使一個或幾個光路中的光能耦合到同一�(或另一�)一個或幾個光路中的近似星形器�。將能量耦合到同一邊光路的稱為反射式星形耦合�;將能量耦合到另一邊光路的稱非反射式星形耦合�。按其對稱性又可分�1×n型和n×n型等。按結構與工藝的不同,星形耦合器可分為拉錐�、攪模棒式等(圖4�。星形耦合器的主要參數與光定向耦合器相同。它主要用于星形光纖網絡�
光纖器件
光纖器件圖冊
T 形耦合� 使兩個端機接到一個主傳輸線路上去的器件。主要結構和參數與星形耦合器相�,主要用于母線網絡�
光開� 使一個或幾個光路中的光能接�、切斷或轉換到另一個或幾個光路中去的器件。按轉換型式可分�1×n型和n×n型(矩陣開關�;按轉換機理可分為機械式和折射率式(�5�。光開關的主要參數是插入損�、隔離度、重復�、轉換時間和壽命。它主要用于光路的切��
光纖器件
光纖器件圖冊
波分復用� 使兩個或兩個以上不同波長的光載波共用一個光路的器件。按色散元件分有棱鏡式、光柵式和干涉模式等。其主要參數是插入損�、隔離度�。它主要用于單線雙向傳輸和光纖網絡傳��
波分解復用器 使共用一個光路的不同波長的多個光載波分到各自光路中去的器�。其主要參數、結構和用途均與波分復用器相同�
光衰減器 使光路的光能按一定比例衰減的器件。按衰減量的可調性可分為固定式、分級可調式和連續(xù)可調式(�6�。其主要參數是衰減量及其精度。它主要用于調整中繼區(qū)間的損耗、評價光纖傳輸系�(tǒng)損耗和校正光功率計��
光纖器件
光纖器件圖冊
光纖器件除應用于光纖通信�,還可應用于非通信領域,如傳感技�、數據處理和計算技術等。特別是光纖傳感器尤其受到人們注�,它的進展將會促進光纖器件的�(fā)展。此外為了適應單模光纖傳輸系�(tǒng)的需�,光纖器件將在平面型器件的基礎上向混合集成光路方向發(fā)展,對光纖傳輸系�(tǒng)會產生重要的影響�
參考書�
玻恩和沃耳夫�,楊葭蓀等譯:《光學原理�,科學出版社,北京�1978�(M.Born and E.Wolf,Principles of Optics,Pergamon Press,Oxford,1975.)
A.Yariv, Introduction to Optical Electronics,Holt Rinehart and Winston,New York,1976.
維庫電子�,電子知�,一查百通!
已收錄詞�160446�