光分路器又稱分光�,用于實(shí)�(xiàn)�光網(wǎng)�(luò)系統(tǒng)中的光信�(hào)�(jìn)行耦合、分�、分配。光分路器是光纖鏈路中最重要�無源器件之一,是具有多�(gè)輸入端和多�(gè)輸出端的光纖匯接器件,常用M×N來表示一�(gè)分路器有M�(gè)輸入端和N�(gè)輸出��
?�?� 插入損�
光分路器的插入損耗是指每一路輸出相�(duì)于輸入光損失的dB�(shù),其�(shù)�(xué)表達(dá)式為:Ai=-10lg Pouti/Pin ,其中Ai是指第i�(gè)輸出口的插入損耗;Pouti是第i�(gè)輸出端口的光功率;Pin是輸入端的光功率��
?�?� 附加損�
附加損耗定義為所有輸出端口的光功率總和相�(duì)于輸入光功率損失的DB�(shù)。值得一提的�,對(duì)于光纖耦合�,附加損耗是體現(xiàn)器件制造工藝質(zhì)量的指標(biāo),反映的是器件制作過程的固有損�,這�(gè)損耗越小越好,是制作質(zhì)�?jī)?yōu)劣的考核指標(biāo)。而插入損耗則僅表示各�(gè)輸出端口的輸出功率狀況,不僅有固有損耗的因素,更考慮了分光比的影�。因此不同的光纖耦合器之�,插入損耗的差異并不能反映器件制作質(zhì)量的�(yōu)�。對(duì)�1*N單模�(biāo)�(zhǔn)型光分路器附加損耗如下表所示:
分路�(shù) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16
附加損耗DB 0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2
?�?)分光損�
分光損耗是輸出端口每一路的光功率相�(duì)于輸入光功率相差的dB�(shù),是和分光比有直接關(guān)系的,這里的dB�(shù)之差是把光功率換算成dB后�(jìn)行的差計(jì)算得出的�
�4)分光比
分光比定義為光分路器各輸出端口的輸出功率比�,在系統(tǒng)�(yīng)用中,分光比的確是根�(jù)�(shí)際系�(tǒng)光節(jié)�(diǎn)所需的光功率的多�,確定合適的分光比(平均分配的除外),光分路器的分光比與傳輸光的波長(zhǎng)有關(guān),例如一�(gè)光分路在傳輸1.31 微米的光�(shí)兩�(gè)輸出端的分光比為50�50;在傳輸1.5μm的光�(shí),則�?yōu)?0�30(之所以出�(xiàn)這種情況,是�?yàn)楣夥致菲鞫加幸欢ǖ膸?,即分光比基本不變時(shí)所傳輸光信�(hào)的頻帶寬度)。所以在訂做光分路器�(shí)一定要注明波長(zhǎng)�
�5� 隔離�
隔離度是指光分路器的某一光路�(duì)其他光路中的光信�(hào)的隔離能�。在以上各指�(biāo)�,隔離度�(duì)于光分路器的意義更為重大,在�(shí)際系�(tǒng)�(yīng)用中往往需要隔離度�(dá)�40dB以上的器件,否則將影響整�(gè)系統(tǒng)的性能�
另外光分路器的穩(wěn)定性也是一�(gè)重要的指�(biāo),所謂穩(wěn)定性是指在外界溫度變化,其它器件的工作狀�(tài)變化�(shí),光分路器的分光比和其它性能指標(biāo)都應(yīng)基本保持不變,實(shí)際上光分路器的穩(wěn)定性完全取決于生產(chǎn)廠家的工藝水平,不同廠家的產(chǎn)�,質(zhì)量懸殊相�(dāng)�。在�(shí)際應(yīng)用中,本人也確實(shí)碰到很多�(zhì)量低劣的光分路器,不僅性能指標(biāo)劣化�,而且損壞率相�(dāng)�,作于光纖干線的重要器件,在選購(gòu)�(shí)一定加以注意,不能光看�(jià)�,工藝水平低的光分路�(jià)格肯定低�
此外,均勻性、回波損�、方向性、PDL都在光分路器的性能指標(biāo)中占�(jù)非常重要的位��
在單模光纖傳�(dǎo)光信�(hào)的時(shí)�,光的能量并不完全是集中在纖芯中傳播,有少量是通過靠近纖芯的包層中傳播�,也就是�,在兩根光纖的纖芯足夠靠近的話,在一根光纖中傳輸?shù)墓獾哪?chǎng)就可以�(jìn)入另外一根光�,光信號(hào)在兩根光纖中得到重新的分�。光分路器的分光原理就是通過改變光纖間的消逝場(chǎng)相互耦合(耦合�,耦合�(zhǎng)度)以及改變光纖纖半徑來�(shí)�(xiàn)不同大小分支��
光分路器按原理可以分為熔融拉錐型和平面波�(dǎo)型兩��
一、熔融拉錐光纖分路器(Fused Fiber Splitter�
熔融拉錐技�(shù)是將兩根或多根光纖捆在一�,然后在拉錐�(jī)上熔融拉伸,并實(shí)�(shí)�(jiān)控分光比的變�,分光比�(dá)到要求后�(jié)束熔融拉�,其中一端保留一根光纖(其余剪掉)作為輸入端,另一端則作多路輸出端。目前成熟拉錐工藝一次只能拉1×4以下�1×4以上器件,則用多�(gè)1×2連接在一�。再整體封裝在分路器盒中�
這種器件主要�(yōu)�(diǎn)有:
?�?)拉錐耦合器已有二十多年的歷史和經(jīng)�(yàn), 許多�(shè)備和工藝只需沿用而已, 開發(fā)�(jīng)�(fèi)只有PLC的幾十分之一甚至幾百分之一
�2)原材料只有很容易獲得的石英基板, 光纖, 熱縮�, 不銹鋼管和少些膠, 總共也不超過一美元. 而機(jī)器和儀器的投資折舊�(fèi)用更少,1×2�1×4等低通道分路器成本低�
?�?)分光比可以根據(jù)需要實(shí)�(shí)�(jiān)控,可以制作不等分分路器�
主要缺點(diǎn)�
�1)損耗對(duì)光波�(zhǎng)敏感,一般要根據(jù)波長(zhǎng)選用器件,這在三網(wǎng)合一使用過程是致命缺�,因?yàn)樵谌W(wǎng)合一傳輸?shù)墓庑�?hào)�1310nm�1490nm�1550nm等多種波�(zhǎng)信號(hào)�
?�?)均勻性較��1X4�(biāo)稱相�1.5dB左右�1×8以上相差更大,不能確保均勻分�,可能影響整體傳輸距��
�3)插入損耗隨溫度變化變化量大(TDL�
?�?)多路分路器(如1×16�1×32)體積比較大,可靠性也�(huì)降低,安裝空間受到限��
�、平面光波導(dǎo)功率分路器(PLC Optical Power Splitter�
平面光波�(dǎo)技�(shù)是用半導(dǎo)體工藝制作光波導(dǎo)分支器件,分路的功能在芯片上完成,可以在一只芯片上�(shí)�(xiàn)多達(dá)1X32以上分路,然�,在芯片兩端分別耦合封裝輸入端和輸出端多通道光纖陣列�
這種器件的優(yōu)�(diǎn)有:
?�?)損耗對(duì)傳輸光波�(zhǎng)不敏感,可以滿足不同波長(zhǎng)的傳輸需��
�2)分光均�,可以將信號(hào)均勻分配給用��
�3)結(jié)�(gòu)緊湊,體積小(博創(chuàng)科技 1×32 尺寸�4×7×50mm),可以直接安裝在現(xiàn)有的各種交接箱內(nèi),不需特殊�(shè)�(jì)留出很大的安裝空��
�4)單只器件分路通道很多,可以達(dá)�32路以上�
?�?)多路成本低,分路數(shù)越多,成本優(yōu)�(shì)越明��
主要缺點(diǎn)有:
?�?)器件制作工藝復(fù)�,技�(shù)門檻較高,目前芯片被國(guó)外幾家公司壟�,國(guó)�(nèi)能夠大批量封裝生�(chǎn)的企�(yè)也只有博�(chuàng)科技等很少幾家�
?�?)相�(duì)于熔融拉錐式分路器成本較高,特別在低通道分路器方面更處于劣勢(shì)�