光無源器件介紹教材

1、Optical Passive Devices光無源器件光無源器件 Title概述概述 簡介簡介 是一種光學元器件是一種光學元器件 工藝原理遵循光學的基本原理，即光線理論工藝原理遵循光學的基本原理，即光線理論 以及電磁波理論以及電磁波理論 光通信設備的重要組成部分光通信設備的重要組成部分 工藝涉及多種加工工藝，特別復雜工藝涉及多種加工工藝，特別復雜概述概述 光無源器件主要分為以下幾種光無源器件主要分為以下幾種1. 光纖準直器（光纖準直器（Fiber Collimators ）2. 光纖連接器（光纖連接器（Connector）3. 光耦合器件（光耦合器件（Coupler）4. 光衰減器（光衰減器

2、（Attenuator）5. 光隔離器（光隔離器（Isolator）6. 光波分復用器（光波分復用器（WDM）7. 偏振光合波器（偏振光合波器（PBC）8. 光開關光開關(Switch)9. 光環(huán)形器（光環(huán)形器（Circulator）概述概述 PPT內(nèi)容介紹內(nèi)容介紹 各種無源器件的基本原理各種無源器件的基本原理 各種無源器件的種類各種無源器件的種類各種無源器件的性能技術指標各種無源器件的性能技術指標光纖準直器（光纖準直器（Collimator) 1. 光纖準直器（光纖準直器（Fiber Collimator）光纖準直器（光纖準直器（Collimator) 原理與作用原理與作用 光纖準直器的基本

3、原理是，將光纖端面置于準直透鏡的焦點處，光纖準直器的基本原理是，將光纖端面置于準直透鏡的焦點處， 使光束得到準直，然后在焦點附近輕微調(diào)節(jié)光纖端面位置，得使光束得到準直，然后在焦點附近輕微調(diào)節(jié)光纖端面位置，得 到所需工作距離，因此準直器的工作距離與光纖頭和透鏡的間到所需工作距離，因此準直器的工作距離與光纖頭和透鏡的間 距距L 相關。相關。 光纖準直器的作用是將光纖輸出的束腰半徑較小而發(fā)散角較大光纖準直器的作用是將光纖輸出的束腰半徑較小而發(fā)散角較大 的近似高斯光束轉化為腰斑較大而發(fā)散角較小的光束，以增加的近似高斯光束轉化為腰斑較大而發(fā)散角較小的光束，以增加 對軸向間距的容查從而提高光纖與光纖之間的

4、耦合效率，這樣對軸向間距的容查從而提高光纖與光纖之間的耦合效率，這樣 可使兩準直器之間保持較長的距離，可以插入光學元件以實現(xiàn)可使兩準直器之間保持較長的距離，可以插入光學元件以實現(xiàn) 器件性能。如下圖所示；器件性能。如下圖所示；光纖準直器（光纖準直器（Collimator) 原理示意圖原理示意圖 腰斑較大腰斑較大發(fā)散角小發(fā)散角小 Grin Lens（1/4透鏡）透鏡）Fiber Pigtail束腰半徑小束腰半徑小發(fā)散角大發(fā)散角大Glass Sleeve近高斯光束近高斯光束折射率徑向變折射率徑向變化示意圖化示意圖 玻璃套管玻璃套管光纖尾纖光纖尾纖光纖準直器（光纖準直器（Collimator)種類種類

5、 C-Lens光纖準直器光纖準直器: Cylindrical-Lens,球端面透鏡技術準直器球端面透鏡技術準直器 G-Lens光纖準直器光纖準直器: Grin Lens,斜端面折射率徑向漸變技術準直器斜端面折射率徑向漸變技術準直器 C-Lens 可通過增大端面曲率半徑來增加工作距離，比可通過增大端面曲率半徑來增加工作距離，比G-Lens 改變參數(shù)相對容易，長工作距離應用中具有優(yōu)勢，而在普通應改變參數(shù)相對容易，長工作距離應用中具有優(yōu)勢，而在普通應 用中，也因其成本優(yōu)勢受到歡迎。只是在用中，也因其成本優(yōu)勢受到歡迎。只是在Filter 型型WDM 中，需中，需 要在透鏡的端面粘貼濾波片，要在透鏡的端

6、面粘貼濾波片，Grin-Lens端面為平面易于貼片。端面為平面易于貼片。 光纖準直器（光纖準直器（Collimator)UV膠膠 Epoxy環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂制作工藝制作工藝 Lens組裝組裝玻璃管玻璃管Lens光纖準直器（光纖準直器（Collimator)制作工藝制作工藝 Pigtail組裝組裝對齊后作標記對齊后作標記斜面對齊斜面對齊光纖準直器（光纖準直器（Collimator)制作工藝制作工藝 Lens Holder套管組裝套管組裝Lens Holder 主要性能技術指標：主要性能技術指標：1. Wavelength（波長）（波長） = 1520 1580 nm2. Insertion Lo

7、ss（插入損耗）（插入損耗） 65 dB4. Tensile Load （拉力）（拉力） 5 N5. Working Distance（工作距離）（工作距離）: 10 mm光纖準直器（光纖準直器（Collimator)連接器（連接器（Connector） 2. 連接器（連接器（Connector）連接器（連接器（Connector）基本原理基本原理光纖連接器的基本原理是采用某種機械和光學機光纖連接器的基本原理是采用某種機械和光學機構，是兩根光纖的纖心對準，保證構，是兩根光纖的纖心對準，保證90以上的光以上的光可以通過?？梢酝ㄟ^。光纖連接器是光學元器件中的基礎元件，除了實光纖連接器是光學元器件中

8、的基礎元件，除了實現(xiàn)光纖之間的連接外，它還具有將光纖光纜、有現(xiàn)光纖之間的連接外，它還具有將光纖光纜、有源器件、其他無源器件、系統(tǒng)與儀表實現(xiàn)連接的源器件、其他無源器件、系統(tǒng)與儀表實現(xiàn)連接的功能。功能。連接器（連接器（Connector）種類種類1 1、活動連接器：、活動連接器： a a、連接器插頭（、連接器插頭（Plug ConnectorPlug Connector） 使光纖（纜）在轉換器或變換器中完成插拔功能的器件使光纖（纜）在轉換器或變換器中完成插拔功能的器件 b b、轉換器（、轉換器（AdaptorAdaptor） 把光纖（纜）插頭連接在一起，從而實現(xiàn)光纖接通的器件把光纖（纜）插頭連接在

9、一起，從而實現(xiàn)光纖接通的器件 c c、跳線（、跳線（Jumper ConnectorJumper Connector） 一根光纖（纜）的兩端都裝上插頭一根光纖（纜）的兩端都裝上插頭 d d、變換器（、變換器（ConverterConverter） 使某種型號的插頭換成另一種型號插頭的器件使某種型號的插頭換成另一種型號插頭的器件 e e、裸光纖轉換器（、裸光纖轉換器（Bare Fiber AdaptorBare Fiber Adaptor） 使裸光纖與光源、探測器、各類光儀表連接的器件使裸光纖與光源、探測器、各類光儀表連接的器件2 2、固定連接器：主要為光纖熔接（、固定連接器：主要為光纖熔接（F

10、iber Fusing SplicingFiber Fusing Splicing）連接器（連接器（Connector）基本制造類型基本制造類型 各種制造標準各種制造標準連接器（連接器（Connector）連接器（連接器（Connector） 插針端面插針端面 PC： Non-angled Physical Contact connector 無角度接觸連接器無角度接觸連接器 APC： Angled Physical Contact connector 有角度接觸連接器有角度接觸連接器 這里端面一般為球面，球面增加回損。比較兩種連接器，這里端面一般為球面，球面增加回損。比較兩種連接器，APC斜

11、球端面連接器可以在接觸時產(chǎn)生更大的回波損耗，斜球端面連接器可以在接觸時產(chǎn)生更大的回波損耗，其數(shù)值可以達到其數(shù)值可以達到50-70dB，而一般的，而一般的PC端面連接器回損約端面連接器回損約為為30-40dB，只是由于角度位置的要求，只是由于角度位置的要求，APC連接器制作連接器制作工藝會稍微復雜。工藝會稍微復雜。 連接器（連接器（Connector） 部分連接器圖例部分連接器圖例 SC/PCSC/APCFC/PCFC/APC連接器（連接器（Connector）LC/PCLC/APC連接器（連接器（Connector）MU/PCMU/APC連接器（連接器（Connector）ST/PC連接器（連

12、接器（Connector）E2000/PCE2000/APC連接器（連接器（Connector）F3000/PCF3000/APC Note: SFF Connector: Small Form Factor (1.25mm ferrule OD). 連接器（連接器（Connector）插針插針A插針插針B光纖光纖 插針插針連接器（連接器（Connector）插針套筒式連接器示意圖插針套筒式連接器示意圖LC/PC連接器組裝結構連接器組裝結構連接器（連接器（Connector）組裝前組裝前組裝后組裝后主要性能技術指標主要性能技術指標連接器（連接器（Connector）1、插入損耗（、插入損耗（I

13、nsertion Loss)2、回波損耗（、回波損耗（Return Loss）3、重復損耗：多次插拔的損耗、重復損耗：多次插拔的損耗4、互換損耗：連接器部件互換時損耗、互換損耗：連接器部件互換時損耗光耦合器（光耦合器（Coupler） 3. 光耦合器（光耦合器（Coupler）光耦合器（光耦合器（Coupler）耦合器件的定義以及種類耦合器件的定義以及種類光耦合器是重要的無源器件，可是傳輸中的光信號在特殊結構的耦合光耦合器是重要的無源器件，可是傳輸中的光信號在特殊結構的耦合區(qū)發(fā)生耦合，然后進行再分配。區(qū)發(fā)生耦合，然后進行再分配。種類從功能上分光功率（種類從功能上分光功率（Splitter）和光

14、波長分配耦合器（）和光波長分配耦合器（WDM Coupler）；從端口形式可分為）；從端口形式可分為X形、形、Y形、星形以及樹形耦合器；形、星形以及樹形耦合器；從工作帶寬分窄帶耦合器、單工作窗口寬帶耦合器、雙工作窗口的寬從工作帶寬分窄帶耦合器、單工作窗口寬帶耦合器、雙工作窗口的寬帶耦合器；從傳導光模式分多模耦合器、單模耦合器。帶耦合器；從傳導光模式分多模耦合器、單模耦合器。熔融拉錐型全光纖耦合器熔融拉錐型全光纖耦合器應為其良好的綜合優(yōu)勢成為現(xiàn)在制作耦合器應為其良好的綜合優(yōu)勢成為現(xiàn)在制作耦合器的主要方法。的主要方法。JDSU主要制造此類主要制造此類Coupler，為本章節(jié)專講內(nèi)容。，為本章節(jié)專講

15、內(nèi)容。熔融拉錐型全光纖耦合器的優(yōu)勢熔融拉錐型全光纖耦合器的優(yōu)勢1、極低的附加損耗：標準、極低的附加損耗：標準X型可達到型可達到0.05dB以下；以下；2、方向性好：一般超過、方向性好：一般超過60dB;3、良好的環(huán)境穩(wěn)定性：例如在、良好的環(huán)境穩(wěn)定性：例如在-40度度85度范圍內(nèi)可度范圍內(nèi)可 保持穩(wěn)定的工作特性；保持穩(wěn)定的工作特性；4、控制方法簡單、靈活；、控制方法簡單、靈活；5、成本低廉：原料為一般光纖，自動化程度高，成品、成本低廉：原料為一般光纖，自動化程度高，成品 率高。率高。光耦合器（光耦合器（Coupler）光纖結構示意圖光纖結構示意圖光耦合器（光耦合器（Coupler）Coating

16、包膠層Core纖芯Cladding涂覆層光耦合器（光耦合器（Coupler）光線的傳播光線的傳播 1. Meridional Ray子午光線的傳播（總與光纖軸相交）子午光線的傳播（總與光纖軸相交）CladdingCladding2. Skew Ray斜光線的傳播（射入角大于子午線，不與光纖軸相交）斜光線的傳播（射入角大于子午線，不與光纖軸相交）光線的傳播光線的傳播 光耦合器（光耦合器（Coupler）光耦合器（光耦合器（Coupler）耦合機理：（單模光纖耦合器）耦合機理：（單模光纖耦合器） 耦合即是入射光功率在熔融拉錐區(qū)域進行功率再分配，一部分通過耦合即是入射光功率在熔融拉錐區(qū)域進行功率再分

17、配，一部分通過“直通臂直通臂”繼續(xù)傳輸，另一部分由繼續(xù)傳輸，另一部分由“耦合臂耦合臂”傳到另一光路。傳到另一光路。基本原理是：當光線輸入進入熔錐區(qū)輸入端時，由于纖芯的不斷變基本原理是：當光線輸入進入熔錐區(qū)輸入端時，由于纖芯的不斷變細，入射角度也不斷變大，當超過全反射的角度臨界點時，會有部細，入射角度也不斷變大，當超過全反射的角度臨界點時，會有部分的光功率會逸出分的光功率會逸出“輸入臂輸入臂”熔錐區(qū)的光纖包層，這時光功率是以熔錐區(qū)的光纖包層，這時光功率是以包層作為芯，纖外介質(zhì)（空氣）作為新的復合波導中傳播的；在輸包層作為芯，纖外介質(zhì)（空氣）作為新的復合波導中傳播的；在輸出端，隨著纖芯變粗，入射角

18、度逐漸變小，光功率被兩個纖芯以特出端，隨著纖芯變粗，入射角度逐漸變小，光功率被兩個纖芯以特定的比率捕獲。定的比率捕獲。 光耦合器（光耦合器（Coupler）耦合機理示意圖耦合機理示意圖(1X2 Single為例為例) 耦合區(qū)耦合區(qū) 單模輸入光單模輸入光 （小角度單一路徑）（小角度單一路徑）背散射臂背散射臂 輸入臂輸入臂 入射角度變大入射角度變大 逸出折射光逸出折射光耦合臂耦合臂形成新的全反射形成新的全反射 直通臂直通臂 光耦合器（光耦合器（Coupler）熔融拉錐示意圖熔融拉錐示意圖99.9氫氣火焰氫氣火焰拉力拉力一定要打兩個結一定要打兩個結 光耦合器（光耦合器（Coupler）V-shape

19、 Quartz Tube石英基板石英基板Shrink Tube熱縮套熱縮套Silicon Rubber硅膠硅膠Stainless Steel Tube不銹鋼套不銹鋼套Epoxy環(huán)氧膠環(huán)氧膠UV 膠膠Fiber光纖光纖Shrink Tube熱縮套熱縮套Silicon Rubber硅膠硅膠V-shape Quartz Tube V型石英基板型石英基板Stainless Steel Tube不銹鋼套不銹鋼套結構示意圖結構示意圖光耦合器（光耦合器（Coupler）主要性能技術指標主要性能技術指標1、插入損耗、插入損耗 2、附加損耗（、附加損耗（Excess Loss ）：）： 全部輸出端口功率總和相對

20、于全部輸入功全部輸出端口功率總和相對于全部輸入功 率總和的減少值率總和的減少值3、分光比（、分光比（Coupling Ratio）：）： 耦合器各輸出端口的輸出功率的比值耦合器各輸出端口的輸出功率的比值4、方向性（、方向性（Directivity）：）： 輸入側非注入光一端的輸出光功率與全部注入功率的比較值輸入側非注入光一端的輸出光功率與全部注入功率的比較值5、均勻性（、均勻性（Uniformity）: 在器件工作帶寬范圍內(nèi)，各輸出端口輸出光功率的最大變化值在器件工作帶寬范圍內(nèi)，各輸出端口輸出光功率的最大變化值6、偏振相關損耗（、偏振相關損耗（Polarization Dependent Lo

21、ss） 當傳輸光信號偏振態(tài)發(fā)生當傳輸光信號偏振態(tài)發(fā)生360度變化，器件各端口輸出光功率最大度變化，器件各端口輸出光功率最大 變化量變化量7、隔離度（、隔離度（Isolation） 光纖耦合器件某一光路對其他光路中光信號的隔離能力光纖耦合器件某一光路對其他光路中光信號的隔離能力 光衰減器（光衰減器（Attenuator） 4. 光衰減器（光衰減器（Attenuator）光衰減器是重要的光學無緣器件，常用于在系統(tǒng)中吸收或反射光衰減器是重要的光學無緣器件，常用于在系統(tǒng)中吸收或反射掉光功率余量、評估系統(tǒng)的損耗以及各類測試中。掉光功率余量、評估系統(tǒng)的損耗以及各類測試中。光衰減器可以按照用戶的要求將光信號

22、進行預期的衰減，類型光衰減器可以按照用戶的要求將光信號進行預期的衰減，類型很多，不同類型衰減器分別采用不同的工作原理。很多，不同類型衰減器分別采用不同的工作原理。光衰減器的作用：光衰減器的作用：光衰減器（光衰減器（Attenuator）光衰減器（光衰減器（Attenuator） 直接鍍膜型光衰減器（吸收或反射膜）直接鍍膜型光衰減器（吸收或反射膜）縱向位移型縱向位移型橫向位移型橫向位移型衰減片型光衰減器衰減片型光衰減器液晶型光衰減器液晶型光衰減器 光衰減器光衰減器位移型光衰減器位移型光衰減器光衰減器的種類光衰減器的種類光衰減器（光衰減器（Attenuator）MEMS衰減器的原理衰減器的原理正視

23、圖正視圖Air Gap氣孔氣孔 Double Core Tube雙光纖毛細管雙光纖毛細管 Vane折光葉片折光葉片Coating鍍反射鍍反射模模Wedged Mirror雙折射晶體雙折射晶體 G-Lens格林透鏡格林透鏡Flex PCB （MEMS Chip Soldered）印刷線路板（印刷線路板（Chip 已焊接）已焊接）Epoxy 632膠膠光衰減器（光衰減器（Attenuator）光衰減器主要性能指標光衰減器主要性能指標1、Insertion Loss：插入損耗，即衰減量：插入損耗，即衰減量2、Return Loss：回波損耗：回波損耗3、Attenuation range ：衰減范圍

24、：衰減范圍4、Attenuation resolution ：衰減精度：衰減精度5、PDL：偏振相關損耗：偏振相關損耗 5. 光隔離器（光隔離器（Isolator）光隔離器（光隔離器（Isolator）光隔離器（光隔離器（Isolator）概述與光隔離器種類概述與光隔離器種類光隔離器主要是解決光路中光的反射問題，它是只允許光線沿光路正向傳輸?shù)墓飧綦x器主要是解決光路中光的反射問題，它是只允許光線沿光路正向傳輸?shù)姆腔ヒ仔詿o源器件。包括兩種主要類型：非互易性無源器件。包括兩種主要類型：Polarization-Dependent Free-space Optical Isolator 空間型偏振相關

25、隔離器，簡稱空間型偏振相關隔離器，簡稱PDFI。其工作原理是利用了磁光晶體的法拉第效。其工作原理是利用了磁光晶體的法拉第效應，具體結構是兩個線偏振器中加一個法拉第旋轉器而成。應，具體結構是兩個線偏振器中加一個法拉第旋轉器而成。Miniature Optical Free-space Isolator 微型空間型偏振相關隔離器，簡稱微型空間型偏振相關隔離器，簡稱MOFI，是，是PDFI的微型化，原理與其相同。的微型化，原理與其相同。Polarization-Insensitive Fiber Isolator 偏振無關光隔離器，簡稱偏振無關光隔離器，簡稱PIFI。其工作原理是采用雙折射晶體，產(chǎn)生

26、偏振態(tài)互。其工作原理是采用雙折射晶體，產(chǎn)生偏振態(tài)互相垂直的相垂直的o光和光和e光，又經(jīng)雙折射晶體耦合。但反射光經(jīng)法拉第旋轉器偏轉后，光，又經(jīng)雙折射晶體耦合。但反射光經(jīng)法拉第旋轉器偏轉后，o光與光與e光之間的角度加大，無法耦合反射到入射口。光之間的角度加大，無法耦合反射到入射口。 以下是光隔離器中常用的一些光學元件以及特性。以下是光隔離器中常用的一些光學元件以及特性。2、1、3、法拉第旋轉器（法拉第旋轉器（Faraday Rotator）光隔離器（光隔離器（Isolator）不具有旋光性的物質(zhì)在磁場的作用下，偏振光通過改物質(zhì)時其震動不具有旋光性的物質(zhì)在磁場的作用下，偏振光通過改物質(zhì)時其震動面將發(fā)

27、生旋轉。此現(xiàn)象稱為磁致旋光效應，也稱面將發(fā)生旋轉。此現(xiàn)象稱為磁致旋光效應，也稱法拉第效應法拉第效應。法拉第效應的一個重要特性是：不管光的傳播特性如何，迎著外加法拉第效應的一個重要特性是：不管光的傳播特性如何，迎著外加磁場的方向觀察，偏振光按反時針旋轉，其旋向是磁場的方向觀察，偏振光按反時針旋轉，其旋向是不可逆轉不可逆轉的。這的。這是制作光隔離器的基礎特性。是制作光隔離器的基礎特性。常用材料包括常用材料包括YIG晶體（釔鐵石榴石）、高性能磁光晶體。典型晶體（釔鐵石榴石）、高性能磁光晶體。典型 的的隔離器采用選光角度為隔離器采用選光角度為45度度的旋轉器。的旋轉器。法拉第旋轉器法拉第旋轉器光隔離器

28、（光隔離器（Isolator）自然光、偏振光與偏振片自然光、偏振光與偏振片自然光為自然光為橫波橫波 其振動態(tài)為其振動態(tài)為 各向均勻振動各向均勻振動二向色性偏振片：二向色性偏振片： 只允許與光軸平行振動態(tài)光通過只允許與光軸平行振動態(tài)光通過 塞璐璐基片上蒸鍍一層硫酸奎寧晶粒塞璐璐基片上蒸鍍一層硫酸奎寧晶粒 光隔離器（光隔離器（Isolator）雙折射晶體雙折射晶體Wedged片片 birefringent Crystal Wedged 入射光入射光楔形單軸雙折射晶體楔形單軸雙折射晶體光軸光軸o光光光軸光軸e光光光隔離器（光隔離器（Isolator）PMD補償片補償片 Y向基模向基模輸出端展寬，不能

29、輸出端展寬，不能完全混合完全混合PMD即即Polarization Mode Dispersion,偏振模色散；偏振模色散；光纖為各項異性晶體，光束入射會產(chǎn)生雙折射，光線傳光纖為各項異性晶體，光束入射會產(chǎn)生雙折射，光線傳 輸基模由兩個正交的輸基模由兩個正交的極化模組成，在理想的光纖形狀情況下，兩個基模傳輸常數(shù)相同，極化模組成，在理想的光纖形狀情況下，兩個基模傳輸常數(shù)相同，PMD為為0；實際上由于光纖本身截面不圓度等原因、彎曲扭轉等原因，兩個基模傳輸?shù)竭_實際上由于光纖本身截面不圓度等原因、彎曲扭轉等原因，兩個基模傳輸?shù)竭_時間不同，產(chǎn)生輸出端展寬現(xiàn)象，不能完全混合，從而產(chǎn)生偏振模色散。如右時間不同

30、，產(chǎn)生輸出端展寬現(xiàn)象，不能完全混合，從而產(chǎn)生偏振模色散。如右圖示。圖示。單級偏振無關型光隔離器單級偏振無關型光隔離器由于使用遠非理想圓截面的單軸雙折射晶體，由于使用遠非理想圓截面的單軸雙折射晶體，PMD損損失尤其明顯，因此失尤其明顯，因此需要需要PMD補償片進行補償補償片進行補償。雙級雙級由于原來的相位差再次經(jīng)過由于原來的相位差再次經(jīng)過雙折射晶體而受到反向校正，雙折射晶體而受到反向校正，不需要不需要PMD片補償片補償。X向基模向基模輸入輸入混合后輸出混合后輸出光隔離器（光隔離器（Isolator）光隔離器結構示意圖光隔離器結構示意圖 PigtailSilicone硅膠硅膠Magnet磁鐵磁鐵O

31、-Ring橡膠圈橡膠圈Pigtail Sleeve 毛細管套毛細管套Center Tube金屬套管金屬套管C-LensOuter House金屬外殼封裝金屬外殼封裝Core 中心件中心件Isolator Core中心件示意圖中心件示意圖PMD片劃線必片劃線必須在光路外須在光路外光隔離器（光隔離器（Isolator）E光光O光光E-beamE光光O-beamO光光D D dE光光O光光E光光O光光PIFI光隔離器原理光隔離器原理 光隔離器（光隔離器（Isolator）MOFI光隔離器原理（單極）光隔離器原理（單極） 光隔離器（光隔離器（Isolator）PolarizerAnalyzerFara

32、dayRotatorPolarizerAnalyzerFaradayRotatorForward transmissionMOFI光隔離器結構圖（單極）光隔離器結構圖（單極） Analyzer檢偏器檢偏器Faraday Rotator(Garnet)旋光片旋光片Polarizer起偏器起偏器Cylindrical Magnet磁環(huán)磁環(huán)MOFI Housing 金屬外殼金屬外殼MOFI Cap起偏器套起偏器套光隔離器（光隔離器（Isolator）光隔離器（光隔離器（Isolator）主要性能技術指標主要性能技術指標 1、Insertion Loss：插入損耗：插入損耗 2、Return Loss

33、：回波損耗：回波損耗3、Isolation：反向隔離度，表征隔離期對反向傳輸光的衰減能力：反向隔離度，表征隔離期對反向傳輸光的衰減能力 4、Polarization Dependent Loss: PDL偏振相關損耗，是指當輸入光偏振相關損耗，是指當輸入光 偏振態(tài)發(fā)生變化而其他參數(shù)不變時，器件插入損耗的最大變化量偏振態(tài)發(fā)生變化而其他參數(shù)不變時，器件插入損耗的最大變化量5、 Polarization Mode Dispersion：偏振模色散，是指通過器件的信號光：偏振模色散，是指通過器件的信號光 不同偏振態(tài)之間的相位延遲。不同偏振態(tài)之間的相位延遲。光波分復用器（光波分復用器（WDM）6、光波分

34、復用器（、光波分復用器（WDM）光波分復用器（光波分復用器（WDM）概述：概述：波分復用技術是光纖通信中的一種傳輸技術，它利用了一根光纖波分復用技術是光纖通信中的一種傳輸技術，它利用了一根光纖可以同時傳輸多個不同波長的光載波可以同時傳輸多個不同波長的光載波 的特點，把光纖可能應用的特點，把光纖可能應用的波長范圍劃分成若干個波段，每個波段用作一個獨立的通道傳的波長范圍劃分成若干個波段，每個波段用作一個獨立的通道傳輸一種預定波長的光信號。這樣大大提高了單模光纖的帶寬利用輸一種預定波長的光信號。這樣大大提高了單模光纖的帶寬利用光波分復用器是對光波波長進行分離與合成的光無源器件。光光波分復用器是對光波

35、波長進行分離與合成的光無源器件。光波分復用器件的一個端口，作為器件的輸出波分復用器件的一個端口，作為器件的輸出/輸入端，輸入端，N個端口個端口作為器件的輸入作為器件的輸入/輸出端。輸出端。P P0 0(0(0# #端口端口) ) 1P1端口端口 2P2端口端口 nPn端口端口光波分復用器（光波分復用器（WDM）制造方法制造方法棱鏡棱鏡傳統(tǒng)光柵傳統(tǒng)光柵光纖光柵光纖光柵Grating波導陣列光柵波導陣列光柵AWG光柵光柵色散元件色散元件帶通濾波器帶通濾波器截止型濾波器截止型濾波器限波濾波器限波濾波器干涉元件干涉元件光耦合器光耦合器超窄帶濾波器超窄帶濾波器（密集型（密集型 ）偏振無關器件偏振無關器件

36、 偏振相關器件偏振相關器件全光纖型全光纖型（熔融拉錐方法）（熔融拉錐方法）WDM器件器件光波分復用器（光波分復用器（WDM） 980nm in1550nmIn OutPCDual fiberC-lensfilterDual stage coreSingle pigtailsleeve tube R-spacer T-spacer center tube sleeve tube washerspring980nm1550nmhorizontalIWDM結構示意圖結構示意圖從結構上看，從結構上看，IWDM與與LWDM波分復用基本原理一致，外殼封裝為波分復用基本原理一致，外殼封裝為GS 加了一個加了

37、一個Isolator隔離器，這樣可減少隔離器，這樣可減少Amplifier上器件數(shù)目上器件數(shù)目 光波分復用器（光波分復用器（WDM）光波分復用器件技術指標（僅指單模光纖光波分復用器件技術指標（僅指單模光纖WDM器件）器件）復用中心波長：復用中心波長：信道通道帶寬：信道通道帶寬：20nm，指允許的中心波長范圍的變化。指允許的中心波長范圍的變化。插入損耗：指器件輸入端和對應的輸出端光功率的減小值。插入損耗：指器件輸入端和對應的輸出端光功率的減小值。隔離度：指器件輸出端口的光進入非指定輸出端口光能量大小。隔離度：指器件輸出端口的光進入非指定輸出端口光能量大小。光回波損耗：指光信號從指定端口輸入時，由

38、于器件引起反向回傳光回波損耗：指光信號從指定端口輸入時，由于器件引起反向回傳 的光能量。的光能量。偏振相光損耗：指光信號以不同的偏振狀態(tài)輸入時，（如線偏振、圓偏振相光損耗：指光信號以不同的偏振狀態(tài)輸入時，（如線偏振、圓 偏振、橢圓偏振），對應輸出端口插入損耗最大變化量。偏振、橢圓偏振），對應輸出端口插入損耗最大變化量。溫度穩(wěn)定性：指器件插入損耗隨溫度的變化。溫度穩(wěn)定性：指器件插入損耗隨溫度的變化。最大光功率：指器件允許通過的最大光功率。最大光功率：指器件允許通過的最大光功率。工作溫度：指器件正常工作時，允許的溫度變化。工作溫度：指器件正常工作時，允許的溫度變化。儲存溫度：指器件存放、運輸?shù)臏囟?/p>

39、范圍。儲存溫度：指器件存放、運輸?shù)臏囟确秶Ｆ窆夂鲜?（PBC)7. 偏振光合束器偏振光合束器 （PBC)偏振光合束器 （PBC) PBC是是Polarization Beam Combiner的縮寫，意即偏振光合（分）波器。的縮寫，意即偏振光合（分）波器。由于生產(chǎn)普通光纖難以克服的橢圓度和殘余應力，以及在使用過程中不可避由于生產(chǎn)普通光纖難以克服的橢圓度和殘余應力，以及在使用過程中不可避免的外力和磁場的影響，所以普通光纖將隨機改變在其中傳輸?shù)亩€簡并模免的外力和磁場的影響，所以普通光纖將隨機改變在其中傳輸?shù)亩€簡并模的相位差，使其偏振態(tài)隨機變化。的相位差，使其偏振態(tài)隨機變化。PDL、PMD等系統(tǒng)噪聲引起的功率代價等系統(tǒng)噪聲引起的功率代價降低了系統(tǒng)的靈敏度。降低了系統(tǒng)的靈敏度。 PBC 偏振光合束器就是將兩束偏振方向正交的線偏光合成一束。偏振光合束器就是將兩束偏振方向正交的線偏光合成一束。 概述：概述：偏振光合束器 （PBC)Wollaston Prism渥拉斯頓棱鏡渥拉斯頓棱鏡 渥拉斯頓渥拉斯頓(Wollaston)棱鏡能產(chǎn)生兩束互相分開的、振動互相垂直的平面偏振棱鏡能產(chǎn)生兩束互相分開的、振動互相垂直的平面偏振光它是由兩個直角棱鏡組成的，自然光垂直入射到光它是由兩個直角棱鏡組成的，自然光垂直入射到AD表面。表面。它