第4章 光通信器件

1、2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1第四章第四章 光通信器件光通信器件n4.1 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器 n4.2 半導(dǎo)體發(fā)光二極管半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED) n4.3 光放大器光放大器 n4.4 光檢測器光檢測器 n4.5 其他光通信器件其他光通信器件2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping24.1 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器n4.1.1 半導(dǎo)體激光器原理半導(dǎo)體激光器原理 n4.1.2 激光器的基本組成激光器的基本組成 n4.1.3 半導(dǎo)體激光器的機(jī)理半導(dǎo)體激光器的機(jī)理 n4.1.4 制作激光器的材料制作激光器的材料 n4.1.5 FP腔激光器

2、腔激光器* n4.1.6 量子阱半導(dǎo)體激光器量子阱半導(dǎo)體激光器 n4.1.7 分布反饋激光器分布反饋激光器 n4.1.8 半導(dǎo)體激光器的工作特性半導(dǎo)體激光器的工作特性* n4.1.9 光纖通信使用的激光器光纖通信使用的激光器 n4.1.10 固體藍(lán)光激光器固體藍(lán)光激光器* 2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping3n工作原理工作原理：是激勵(lì)方式，利用半導(dǎo)體物質(zhì)：是激勵(lì)方式，利用半導(dǎo)體物質(zhì)(即電子即電子)在能在能帶間躍遷發(fā)光，用半導(dǎo)體晶體的解理面形成兩個(gè)平行反帶間躍遷發(fā)光，用半導(dǎo)體晶體的解理面形成兩個(gè)平行反射鏡面作為反射鏡，組成諧振腔，使光振蕩、反饋、產(chǎn)射鏡面作為反射鏡，組

3、成諧振腔，使光振蕩、反饋、產(chǎn)生光的輻射放大，輸出激光。生光的輻射放大，輸出激光。n形成激光的條件形成激光的條件：有源區(qū)產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布；：有源區(qū)產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布；存在光學(xué)諧振機(jī)制，并在有源區(qū)建立起穩(wěn)定的光振蕩。存在光學(xué)諧振機(jī)制，并在有源區(qū)建立起穩(wěn)定的光振蕩。 解理面解理面NP耗盡層耗盡層金屬電極金屬電極金屬電極金屬電極4.1.1 4.1.4 半導(dǎo)體激光器原理半導(dǎo)體激光器原理2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping44.1.1 4.1.4 半導(dǎo)體激光器原理半導(dǎo)體激光器原理n能帶能帶：價(jià)帶、禁帶、導(dǎo)帶：價(jià)帶、禁帶、導(dǎo)帶n型、型半導(dǎo)體的能帶型、型半導(dǎo)體的能帶nP

4、NPN結(jié)、半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光原理結(jié)、半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光原理n激光器模型激光器模型2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping5半導(dǎo)體激光器的組成半導(dǎo)體激光器的組成n激光工作物質(zhì)激光工作物質(zhì)：半導(dǎo)體材料，在被激活的條件下，可：半導(dǎo)體材料，在被激活的條件下，可以輻射光子。以輻射光子。n泵浦源泵浦源：在泵浦源的激勵(lì)下，工作物質(zhì)被激活而成為：在泵浦源的激勵(lì)下，工作物質(zhì)被激活而成為激活物質(zhì)或增益物質(zhì)。激活物質(zhì)或增益物質(zhì)。n光學(xué)諧振腔光學(xué)諧振腔：其正反饋?zhàn)饔檬构獾脑鲆娲笥趽p耗，產(chǎn)：其正反饋?zhàn)饔檬构獾脑鲆娲笥趽p耗，產(chǎn)生激光。生激光。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wen

5、ping6半導(dǎo)體激光器的材料、激勵(lì)方式、分類半導(dǎo)體激光器的材料、激勵(lì)方式、分類n半導(dǎo)體材料工作物質(zhì)：如，砷化鎵半導(dǎo)體材料工作物質(zhì)：如，砷化鎵(GaAs)、硫化鎘、硫化鎘(CdS)、磷化銦、磷化銦(InP)、硫化鋅、硫化鋅(ZnS)等。等。n激勵(lì)方式：激勵(lì)方式：電注入電注入、電子束激勵(lì)電子束激勵(lì)和和光泵浦光泵浦三種形式。三種形式。n分類：同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種半導(dǎo)體激分類：同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種半導(dǎo)體激光器。光器。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping7n峰值波長峰值波長，應(yīng)在光纖的低損耗窗口之內(nèi)，即與石英光纖三，應(yīng)在光纖的低損耗窗口之內(nèi)，即與石英光纖

6、三個(gè)低損耗窗口相適應(yīng)。個(gè)低損耗窗口相適應(yīng)。n高而穩(wěn)定的輸出光功率高而穩(wěn)定的輸出光功率 (入纖功率：數(shù)十入纖功率：數(shù)十w至數(shù)至數(shù)mw) ，以滿足系統(tǒng)的光中繼段距離的要求。以滿足系統(tǒng)的光中繼段距離的要求。n高的電光轉(zhuǎn)換效率，低功率驅(qū)動(dòng)，長壽命，高可靠性高的電光轉(zhuǎn)換效率，低功率驅(qū)動(dòng)，長壽命，高可靠性。n單色性和方向性好單色性和方向性好，以減少光纖的材料色散，提高光纜和，以減少光纖的材料色散，提高光纜和光纖的耦合效率。光纖的耦合效率。n易于調(diào)制，響應(yīng)速度快，溫度特性好，易于調(diào)制，響應(yīng)速度快，溫度特性好，以利于高速率大容以利于高速率大容量的數(shù)字信號(hào)的傳輸。量的數(shù)字信號(hào)的傳輸。n體積小，重量輕體積小，重量

7、輕，便于安裝使用，也利于和光纖的耦合。便于安裝使用，也利于和光纖的耦合。一、光纖通信對(duì)光源的基本要求一、光纖通信對(duì)光源的基本要求2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping8二、光通信用的激光光源二、光通信用的激光光源三種激光器：三種激光器：n1 1、單縱模、單縱模(SLM)(SLM)半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器 分布反饋分布反饋(DFB)(DFB)激光器激光器 分布布拉格反射分布布拉格反射(DBR)(DBR)激光器激光器n2 2、量子阱、量子阱(QW)(QW)激光器激光器n3 3、光纖激光器、光纖激光器* *2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping91 1

8、、單縱模、單縱模(SLM)(SLM)半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器nSLM 的思想是使不同縱模具有不同的腔損耗，具有最的思想是使不同縱模具有不同的腔損耗，具有最低光腔損耗的縱模最先達(dá)到閾值并成為支配模式。其它低光腔損耗的縱模最先達(dá)到閾值并成為支配模式。其它鄰模由于高損耗而被區(qū)分開，并被阻止從自發(fā)輻射中建鄰模由于高損耗而被區(qū)分開，并被阻止從自發(fā)輻射中建立。這些鄰模攜帶的功率在總的輻射功率中一般只占很立。這些鄰模攜帶的功率在總的輻射功率中一般只占很小一部分小一部分(1%)。頻率頻率縱?？v模發(fā)射模發(fā)射模損耗線損耗線增益增益單縱模半導(dǎo)體激光器的增益和損耗單縱模半導(dǎo)體激光器的增益和損耗2022-3-7安工大數(shù)

9、理安工大數(shù)理 Zhou Wenping10(a) (a) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) (b) (b) 光反饋光反饋1 1、SLM SLM 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器 - - 分布反饋激光器分布反饋激光器 DFBDFBn反饋并不位于端面上，而是分布在整個(gè)光腔長度上，通過反饋并不位于端面上，而是分布在整個(gè)光腔長度上，通過折射率周期擾動(dòng)的內(nèi)建光柵產(chǎn)生的布拉格散射得到，并使折射率周期擾動(dòng)的內(nèi)建光柵產(chǎn)生的布拉格散射得到，并使正向和反向傳播的波相互耦合。正向和反向傳播的波相互耦合。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping11nDFB 機(jī)制產(chǎn)生模式選擇需要滿足布拉格條件（波長耦合機(jī)制產(chǎn)生模式選擇需要滿足布

10、拉格條件（波長耦合條件）：條件）：m(B/2n) 光柵周期；光柵周期； m 布拉格散射的階數(shù)；布拉格散射的階數(shù)； B 布拉格波長；布拉格波長； n 模折射率模折射率 例例如：一階布拉格散射如：一階布拉格散射(m=1)，正向和反向耦合最強(qiáng)，正向和反向耦合最強(qiáng)，對(duì)工作于對(duì)工作于B=1550nm的的DFB激光器，若激光器，若m=1，n=3.3，則則=235nm。此光柵可用全息照相技術(shù)制造。此光柵可用全息照相技術(shù)制造。1 1、SLM SLM 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器 - - 分布反饋激光器分布反饋激光器 DFBDFB2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping12N型型P型型光柵光柵

11、有源層有源層DFB激光器激光器DBRDBR激光器激光器DBR泵浦區(qū)泵浦區(qū)N型型P型型nDFB激光器：反饋發(fā)生在整個(gè)光腔有源區(qū)長度上。激光器：反饋發(fā)生在整個(gè)光腔有源區(qū)長度上。DBR激光器：反饋并不發(fā)生在有源區(qū)內(nèi)。激光器：反饋并不發(fā)生在有源區(qū)內(nèi)。1 1、SLM SLM 半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器 - - 兩類兩類 DFB DFB 機(jī)制的半導(dǎo)體激光器機(jī)制的半導(dǎo)體激光器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping13n多段多段DFB和和DBR激光器的設(shè)計(jì)方案，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和可激光器的設(shè)計(jì)方案，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和可調(diào)諧性兼?zhèn)涞恼{(diào)諧性兼?zhèn)涞腟LM激光器。它由三段組成：有源段、相激光器。它由三段

12、組成：有源段、相位控制段、布拉格段。位控制段、布拉格段。n通過注入不同大小的電流分別偏置：注入到布拉格段的通過注入不同大小的電流分別偏置：注入到布拉格段的電流電流I3導(dǎo)致折射率變化，改變布拉格波長；注入到相位導(dǎo)致折射率變化，改變布拉格波長；注入到相位控制段的電流控制段的電流I2導(dǎo)致折射率變化，改變從導(dǎo)致折射率變化，改變從DBR反饋的相反饋的相位。通過控制這三段的電流，激光波長能在位。通過控制這三段的電流，激光波長能在57nm范范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。n波長由在布拉格段的內(nèi)建光柵決定，這種激光器工作穩(wěn)波長由在布拉格段的內(nèi)建光柵決定，這種激光器工作穩(wěn)定，適用于相干通信系統(tǒng)。定，適用于相干通信

13、系統(tǒng)。多段多段 DBR DBR 激光器激光器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping14DFB DFB 激光器比激光器比 F-P F-P 激光器的優(yōu)點(diǎn)激光器的優(yōu)點(diǎn)n單縱模激光器單縱模激光器n譜線窄，波長穩(wěn)定性好譜線窄，波長穩(wěn)定性好n動(dòng)態(tài)譜線好動(dòng)態(tài)譜線好n線性好線性好nDFB 激光器激光器 vs 普通激光器普通激光器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping152 2、量子阱、量子阱(QW)(QW)半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器n基本結(jié)構(gòu)與普通的雙異質(zhì)結(jié)激光器結(jié)構(gòu)類似，只是基本結(jié)構(gòu)與普通的雙異質(zhì)結(jié)激光器結(jié)構(gòu)類似，只是有源有源區(qū)的厚度很薄區(qū)的厚度很薄，僅為：僅為

14、：10100（通常的通常的F-P 腔激光腔激光器為：器為：10002000 ），使窄帶隙的有源區(qū)為導(dǎo)帶中），使窄帶隙的有源區(qū)為導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴創(chuàng)造了一個(gè)勢能阱，從而帶來一的電子和價(jià)帶中的空穴創(chuàng)造了一個(gè)勢能阱，從而帶來一系列優(yōu)越的性質(zhì)，如：系列優(yōu)越的性質(zhì)，如：n極低的閾值電流、高的輸出光功率、窄的發(fā)射譜線、發(fā)極低的閾值電流、高的輸出光功率、窄的發(fā)射譜線、發(fā)射波長可調(diào)諧、弱溫度依賴等，被稱為射波長可調(diào)諧、弱溫度依賴等，被稱為“理想激光器理想激光器”。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping16n量子阱激光器可以為單量子量子阱激光器可以為單量子阱、多量子阱；還可以在內(nèi)

15、阱、多量子阱；還可以在內(nèi)部制造波紋光柵，構(gòu)成量子部制造波紋光柵，構(gòu)成量子阱阱-分布反饋分布反饋(QW-DBF)激光激光器，從而獲得更窄的譜線寬器，從而獲得更窄的譜線寬度和更好的性能。度和更好的性能。n如如InGaAs-InGaAsP MQW-DFBInGaAs-InGaAsP MQW-DFB 激光器含有激光器含有4個(gè)量子阱，阱的個(gè)量子阱，阱的厚度僅為厚度僅為70，發(fā)射譜寬可減，發(fā)射譜寬可減少到少到2MHz左右。左右。2 2、量子阱、量子阱(QW)(QW)半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器MQW-DFB MQW-DFB 激光器的結(jié)構(gòu)圖和能帶圖激光器的結(jié)構(gòu)圖和能帶圖2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zh

16、ou Wenping173 3、光纖激光器、光纖激光器* * - - 摻鉺光纖激光器摻鉺光纖激光器n利用光纖光柵技術(shù)把摻鉺光纖相隔一定長度的兩處寫利用光纖光柵技術(shù)把摻鉺光纖相隔一定長度的兩處寫入光柵，兩光柵之間相當(dāng)于諧振腔；用入光柵，兩光柵之間相當(dāng)于諧振腔；用980nm 980nm 或或1480nm 1480nm 泵浦激發(fā)激光，鉺離子就會(huì)產(chǎn)生增益放大。由泵浦激發(fā)激光，鉺離子就會(huì)產(chǎn)生增益放大。由于光柵的選頻作用，諧振腔只能反饋某一特定波長的于光柵的選頻作用，諧振腔只能反饋某一特定波長的光，輸出單頻激光，再經(jīng)過隔離器輸出線寬較窄、功光，輸出單頻激光，再經(jīng)過隔離器輸出線寬較窄、功率高、噪聲低的激光。

17、率高、噪聲低的激光。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping18n把光纖布拉格光柵作為半導(dǎo)體激光二極管的外腔反射把光纖布拉格光柵作為半導(dǎo)體激光二極管的外腔反射鏡，可以制作性能優(yōu)異的光纖光柵鏡，可以制作性能優(yōu)異的光纖光柵DFB DFB 激光器。激光器。n該激光器不僅輸出激光的線寬窄，易與光纖耦合，而該激光器不僅輸出激光的線寬窄，易與光纖耦合，而且通過對(duì)光柵加以縱向拉伸力或改變且通過對(duì)光柵加以縱向拉伸力或改變LD LD 的調(diào)制頻率就的調(diào)制頻率就能控制輸出激光的頻率和模式。能控制輸出激光的頻率和模式。3 3、光纖激光器、光纖激光器* * - - 光纖光柵光纖光柵DFB DFB

18、激光器激光器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping19a.結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖b.頻譜圖頻譜圖5 段鉺光纖光柵構(gòu)成具有段鉺光纖光柵構(gòu)成具有5 個(gè)波長的個(gè)波長的DFB 激光器激光器3 3、光纖激光器、光纖激光器* * - - 光纖光柵光纖光柵DFB DFB 激光器激光器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping20波長可調(diào)諧波長可調(diào)諧光纖光柵光纖光柵DFB 激光器激光器3 3、光纖激光器、光纖激光器* * - - 光纖光柵光纖光柵DFB DFB 激光器激光器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping21(1) LED (1) LED 與光纖

19、的耦合與光纖的耦合n面發(fā)光與邊發(fā)光面發(fā)光與邊發(fā)光LED 同多模光纖的耦合效率可分別達(dá)到同多模光纖的耦合效率可分別達(dá)到 1和和10；邊發(fā)光；邊發(fā)光LED 與單模光纖的耦合效率與單模光纖的耦合效率EgEg費(fèi)米能級(jí)費(fèi)米能級(jí)Eg2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping734.4.24.4.3 光檢測器光檢測器光檢測器：光檢測器：又稱檢波器、探測器。又稱檢波器、探測器。作用：作用：接收光信號(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。接收光信號(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。n一、光纖通信對(duì)光檢測器要求一、光纖通信對(duì)光檢測器要求n二、光電二極管二、光電二極管 PDPDn三、改進(jìn)型光電二極管三、改進(jìn)型光電二極管

20、 PINPINn四、雪崩光電二極管四、雪崩光電二極管 APDAPD2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping74光電二極管實(shí)物圖光電二極管實(shí)物圖2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping75一、光纖通信對(duì)光檢測器要求一、光纖通信對(duì)光檢測器要求n高的光電轉(zhuǎn)換效率高的光電轉(zhuǎn)換效率n高的響應(yīng)速度高的響應(yīng)速度n高的接收靈敏度高的接收靈敏度n低的功耗低的功耗n穩(wěn)定、可靠、價(jià)格便宜穩(wěn)定、可靠、價(jià)格便宜2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping76n工作原理：工作原理：有光照有光照(hEg)價(jià)帶中電子吸收光子能量，價(jià)帶中電子吸收光子能量，躍到導(dǎo)帶躍

21、到導(dǎo)帶(受激吸收受激吸收)成為自由電子。加反向電壓成為自由電子。加反向電壓(與自建場與自建場方向相反方向相反)，形成光生電流。，形成光生電流。n過程：過程：在電場作用下，耗盡區(qū)內(nèi)：在電場作用下，耗盡區(qū)內(nèi)：電子電子(漂移漂移)N區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)空穴空穴(漂移漂移)P區(qū)區(qū)P區(qū)區(qū)n條件：條件：hEg，即，即Eg (光照光照)受激吸收受激吸收電子漂移電子漂移擴(kuò)散擴(kuò)散形成形成光生電流。光生電流。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：光電轉(zhuǎn)換效率高，響應(yīng)速度快。光電轉(zhuǎn)換效率高，響應(yīng)速度快。nSi -PIN，響應(yīng)波長，響應(yīng)波長0.51 m，響應(yīng)時(shí)間幾，響應(yīng)時(shí)間幾ns；nGe-PIN，響應(yīng)波長，響應(yīng)波長1.11.6m，響應(yīng)時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間20

22、ns。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping79三、改進(jìn)型光電二極管三、改進(jìn)型光電二極管 PINPIN圖圖4-30 PIN 光電二極管結(jié)構(gòu)光電二極管結(jié)構(gòu)原理演示原理演示2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping80n結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：在在N、P區(qū)大量摻雜，載流子濃度變大。區(qū)大量摻雜，載流子濃度變大。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：可承受很高的反向偏壓。可承受很高的反向偏壓。 PIN：020V，APD：20150Vn原理：原理：加高反偏電壓加高反偏電壓耗盡區(qū)形成強(qiáng)電場耗盡區(qū)形成強(qiáng)電場光照光照(克服克服Eg) 形成初始載流子形成初始載流子有高能量有高能量(或運(yùn)動(dòng)速度很快或運(yùn)動(dòng)速

23、度很快)運(yùn)行運(yùn)行中高速碰撞中高速碰撞產(chǎn)生新生載流子產(chǎn)生新生載流子(由碰撞產(chǎn)生由碰撞產(chǎn)生)新生載流新生載流子和原始載流子再撞擊子和原始載流子再撞擊電子濃度瞬時(shí)猛增電子濃度瞬時(shí)猛增電流急劇電流急劇增長增長 “雪崩雪崩”、“倍增倍增” 完成光完成光/電轉(zhuǎn)換。電轉(zhuǎn)換。四、雪崩光電二極管四、雪崩光電二極管 APDAPD2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping81圖圖4-31APD載流子雪崩式倍增示意圖（只畫出電子）載流子雪崩式倍增示意圖（只畫出電子）四、雪崩光電二極管四、雪崩光電二極管 APDAPD2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping82電電場場四、雪崩光

24、電二極管四、雪崩光電二極管 APDAPDP+IPN+吸收吸收增益增益距離距離E圖圖4-32 APD 的結(jié)構(gòu)和工作原理的結(jié)構(gòu)和工作原理(a)(b)原理演示原理演示2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping83n量子效率：量子效率：轉(zhuǎn)化為光生電流的光子數(shù)與入射總光子數(shù)之比轉(zhuǎn)化為光生電流的光子數(shù)與入射總光子數(shù)之比n響應(yīng)度：響應(yīng)度：光電流與入射光功率之比，光電流與入射光功率之比，n二者之間的關(guān)系：二者之間的關(guān)系：n截止波長：截止波長： Si：1060nm；Ge：1650nmimpPIR hPIimp/e hRe ggcEEhc24. 1 4.4.4 光檢測器性能參數(shù)光檢測器性能參數(shù)

25、2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping841）光電二極管的負(fù)載電阻和結(jié)電容構(gòu)成的）光電二極管的負(fù)載電阻和結(jié)電容構(gòu)成的RC時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù) 2）載流子在耗盡區(qū)內(nèi)的定向運(yùn)動(dòng)速度）載流子在耗盡區(qū)內(nèi)的定向運(yùn)動(dòng)速度 3）載流子在耗盡區(qū)外的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)速度）載流子在耗盡區(qū)外的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)速度 響應(yīng)時(shí)間的主要影響因素：響應(yīng)時(shí)間的主要影響因素：4.4.4 光檢測器性能參數(shù)光檢測器性能參數(shù)2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping85n量子噪聲：由光子產(chǎn)生電子量子噪聲：由光子產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的隨機(jī)起伏而引起?？昭▽?duì)的隨機(jī)起伏而引起。受電源電壓和溫度的影響，是一個(gè)極不穩(wěn)定的因素

26、受電源電壓和溫度的影響，是一個(gè)極不穩(wěn)定的因素 。 n暗電流：無入射光時(shí)，耗盡區(qū)內(nèi)帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)形成暗電流：無入射光時(shí)，耗盡區(qū)內(nèi)帶電粒子的熱運(yùn)動(dòng)形成的電子的電子-空穴對(duì)，在反向偏轉(zhuǎn)電壓的作用下產(chǎn)生定向流空穴對(duì)，在反向偏轉(zhuǎn)電壓的作用下產(chǎn)生定向流動(dòng)，形成暗電流。動(dòng)，形成暗電流。噪聲（和干擾）：噪聲（和干擾）：4.4.4 光檢測器性能參數(shù)光檢測器性能參數(shù)2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping86參數(shù)參數(shù)單單位位硅檢測器硅檢測器鍺檢測器鍺檢測器銦鎵砷檢測器銦鎵砷檢測器PIN APDPINAPDPINAPD波長范圍波長范圍nm400110080018009001700峰值波長峰值

27、波長nm900830155013001300(1550)1300(1550)響應(yīng)度響應(yīng)度,芯芯片耦合后片耦合后A/W0.60.30.5577130501200.650.7,0.50.653282.5250.630.8 (0.750.97)0.50.7 (0.60.8)量子效率量子效率%6590775055557560706070增益增益G倍數(shù)倍數(shù)1150250154011030過剩噪聲指數(shù)過剩噪聲指數(shù)x-0.30.5-0.951-0.7偏壓偏壓-V45100220610203551000次；次；n互換性好：要求同一種型號(hào)的活動(dòng)連接器可以互換；互換性好：要求同一種型號(hào)的活動(dòng)連接器可以互換；n體積

28、小，重量輕，成本低。體積小，重量輕，成本低。4.5.1 連接器連接器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping91n光纖連接器光纖連接器(又稱跳線又稱跳線)是指光纖兩端都裝上連接器插頭，是指光纖兩端都裝上連接器插頭，用來實(shí)現(xiàn)光路活動(dòng)連接；一端裝有插頭則稱為尾纖。光用來實(shí)現(xiàn)光路活動(dòng)連接；一端裝有插頭則稱為尾纖。光纖連接器連接頭連接類型有纖連接器連接頭連接類型有FC、SC、ST，端面接觸方，端面接觸方式有式有PC、UPC、APC型。型。 n光纖連接器分為兩類：光纖連接器分為兩類：n活動(dòng)連接器活動(dòng)連接器“活接頭活接頭”，主要用于光纖線路兩端與，主要用于光纖線路兩端與端機(jī)的連接中；

29、端機(jī)的連接中；n固定連接器固定連接器“死接頭死接頭”，不能拆卸，或只能進(jìn)行破，不能拆卸，或只能進(jìn)行破壞性拆卸。壞性拆卸。4.5.1 連接器連接器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping924.5.1 連接器連接器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping934.5.1 連接器連接器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping94光纖固定接頭的方法光纖固定接頭的方法2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping95光纖接續(xù)視頻光纖接續(xù)視頻n光纖端面清潔光纖端面清潔n光纖冷接續(xù)視頻光纖冷接續(xù)視頻n皮線冷接子操作規(guī)程皮線冷接

30、子操作規(guī)程n光纖熔接流程光纖熔接流程n光纖熔接教程光纖熔接教程2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping96NN1NP1/NP1/NP1/N224.5.2 光纖耦合器光纖耦合器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping97P4P3P14.5.2 光纖耦合器光纖耦合器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping98n根據(jù)器件的輸入和輸出端口進(jìn)行表征。比如具有兩個(gè)根據(jù)器件的輸入和輸出端口進(jìn)行表征。比如具有兩個(gè)輸入和兩個(gè)輸出端口的器件稱為輸入和兩個(gè)輸出端口的器件稱為“22耦合器耦合器”；通；通常，常，NM 耦合器具有耦合器具有N個(gè)輸入和個(gè)輸入

31、和M個(gè)輸出。個(gè)輸出。圖圖4-3322熔錐型光纖耦合器熔錐型光纖耦合器耦合器總的拉伸長度為耦合器總的拉伸長度為 L=2l +WP1P2P3P44.5.2 光纖耦合器光纖耦合器 - 22型型2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping99n將四根光纖扭絞、加熱和拉伸，熔融在一起，制作成將四根光纖扭絞、加熱和拉伸，熔融在一起，制作成44熔融光纖星形耦合器。熔融光纖星形耦合器。n星形耦合器的主要作用是將星形耦合器的主要作用是將N個(gè)輸入功率復(fù)合后再平均個(gè)輸入功率復(fù)合后再平均分配到分配到M個(gè)輸出端口。個(gè)輸出端口。4.5.2 光纖耦合器光纖耦合器 - 星型星型2022-3-7安工大數(shù)理安工

32、大數(shù)理 Zhou Wenping100n插入損耗：插入損耗：n分光比：輸出端的功率分配比。分光比：輸出端的功率分配比。n隔離度：反映了定向耦合器反向散射信號(hào)的大小。隔離度：反映了定向耦合器反向散射信號(hào)的大小。4.5.2 光纖耦合器光纖耦合器 - 性能指標(biāo)性能指標(biāo)2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1014.5.3 光濾波器光濾波器n光濾波器：光濾波器：只允許一定波長的光信號(hào)通過的器件，是只允許一定波長的光信號(hào)通過的器件，是一種波長選擇器件。一種波長選擇器件。n固定波長濾波器固定波長濾波器n波長可調(diào)諧濾波器波長可調(diào)諧濾波器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou

33、Wenping1024.5.3 光濾波器光濾波器 - 固定波長濾波器固定波長濾波器圖圖4-34 薄膜干涉濾波器（固定波長）薄膜干涉濾波器（固定波長）/4/4/4/4/42022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1034.5.3 光濾波器光濾波器 - 波長可調(diào)諧濾波器波長可調(diào)諧濾波器n1 1、光纖法布里、光纖法布里- -珀羅濾波器珀羅濾波器n2 2、馬赫、馬赫- -曾德爾干涉濾波器曾德爾干涉濾波器入射光入射光透射光透射光壓電陶瓷壓電陶瓷反射鏡反射鏡反射鏡反射鏡圖圖4-35 光纖法布里光纖法布里-珀羅濾波器原理珀羅濾波器原理2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wen

34、ping1042 2、可調(diào)、可調(diào)MZIMZI：通過熱光或電光效應(yīng)控制改變干涉儀的臂長：通過熱光或電光效應(yīng)控制改變干涉儀的臂長頻譜分辨率：頻譜分辨率： 0.4 nm 0.4 nm調(diào)諧速度：調(diào)諧速度： 50 ns50 ns對(duì)環(huán)境敏感對(duì)環(huán)境敏感4.5.3 光濾波器光濾波器 - 波長可調(diào)諧濾波器波長可調(diào)諧濾波器1 1、光纖、光纖 F-PF-P濾波器：通過改變電介質(zhì)鏡面的距離改變共振條件濾波器：通過改變電介質(zhì)鏡面的距離改變共振條件調(diào)諧范圍：調(diào)諧范圍： 幾十個(gè)幾十個(gè) nmnm頻譜分辨率：頻譜分辨率： GHz GHz調(diào)諧速度：調(diào)諧速度： 0.1 ms0.1 ms2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou

35、 Wenping1054.5.3 光濾波器光濾波器 - 波長可調(diào)諧濾波器波長可調(diào)諧濾波器3 3、可調(diào)多光柵濾波器：分插復(fù)用器、可調(diào)多光柵濾波器：分插復(fù)用器 OADMOADM1234 4、聲光濾波器、聲光濾波器: : 輸入信號(hào)產(chǎn)生的聲波引起媒質(zhì)密度周期變化，其變化輸入信號(hào)產(chǎn)生的聲波引起媒質(zhì)密度周期變化，其變化周期等于聲波波長，這相當(dāng)于形成一個(gè)布喇格光柵。滿足條件的波長被耦周期等于聲波波長，這相當(dāng)于形成一個(gè)布喇格光柵。滿足條件的波長被耦合到另一個(gè)臂傳輸。合到另一個(gè)臂傳輸。2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping106n光衰減器光衰減器：對(duì)光信號(hào)進(jìn)行衰減的器件，用于調(diào)整光中繼對(duì)

36、光信號(hào)進(jìn)行衰減的器件，用于調(diào)整光中繼區(qū)間的損耗和調(diào)整光功率等。區(qū)間的損耗和調(diào)整光功率等。n應(yīng)用：應(yīng)用：光纖系統(tǒng)的指標(biāo)測量、短距離通信系統(tǒng)的信號(hào)衰光纖系統(tǒng)的指標(biāo)測量、短距離通信系統(tǒng)的信號(hào)衰減以及系統(tǒng)試驗(yàn)等場合。如：可調(diào)式光衰減器一般用于減以及系統(tǒng)試驗(yàn)等場合。如：可調(diào)式光衰減器一般用于光學(xué)測量中，在測量光接收機(jī)的靈敏度時(shí)，通常把它置光學(xué)測量中，在測量光接收機(jī)的靈敏度時(shí)，通常把它置于光接收機(jī)的輸入端，用來調(diào)整接收光功率的大小。于光接收機(jī)的輸入端，用來調(diào)整接收光功率的大小。 n要求：要求：重量輕、體積小、精度高、穩(wěn)定性好等。重量輕、體積小、精度高、穩(wěn)定性好等。 n類型：類型：固定光衰減器、可變光衰減器

37、。固定光衰減器、可變光衰減器。4.5.4 光衰減器光衰減器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping107輸入輸入輸出輸出粗檔板粗檔板10dB/檔檔精檔板精檔板1dB/檔檔分檔衰減器分檔衰減器厚厚連續(xù)衰減器連續(xù)衰減器4.5.4 光衰減器光衰減器 - 可變光衰減器可變光衰減器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1084.5.4 光衰減器光衰減器 - 工作機(jī)理工作機(jī)理2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1091、光衰減器的工作機(jī)理主要有三種：光衰減器的工作機(jī)理主要有三種：n(1)(1)耦合型光衰減器耦合型光衰減器：它是通過輸入

38、、輸出光束對(duì)準(zhǔn)偏：它是通過輸入、輸出光束對(duì)準(zhǔn)偏差的控制來改變光耦合量的大小，從而達(dá)到改變衰減量差的控制來改變光耦合量的大小，從而達(dá)到改變衰減量的目的。的目的。n(2)(2)反射型光衰減器反射型光衰減器：它是在玻璃基片上鍍反射膜作為：它是在玻璃基片上鍍反射膜作為衰減片。光通過衰減片時(shí)主要是反射和透射，由膜層厚衰減片。光通過衰減片時(shí)主要是反射和透射，由膜層厚度的不同來改變反射量的大小，從而達(dá)到改變衰減量的度的不同來改變反射量的大小，從而達(dá)到改變衰減量的目的。目的。4.5.4 光衰減器光衰減器 - 工作機(jī)理工作機(jī)理2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping110n為避免反射光的再

39、入射影響衰減性能的穩(wěn)定性，光線不為避免反射光的再入射影響衰減性能的穩(wěn)定性，光線不能垂直入射到衰減片上，需將二塊衰減片按一定傾斜角能垂直入射到衰減片上，需將二塊衰減片按一定傾斜角對(duì)稱地排成八字形。（對(duì)稱地排成八字形。（60252030開關(guān)時(shí)間開關(guān)時(shí)間/s4010330302022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1171 1、光隔離器光隔離器 IsolatorIsolatorn概念：概念：光隔離器是光單向傳輸?shù)囊环N非互易性器件，即光隔離器是光單向傳輸?shù)囊环N非互易性器件，即光的單向器。光的單向器。n作用：作用：消除光路中不連續(xù)處產(chǎn)生的反射光對(duì)光源、光放消除光路中不連續(xù)處產(chǎn)生的反

40、射光對(duì)光源、光放大器以及光路系統(tǒng)中產(chǎn)生的不良影響。大器以及光路系統(tǒng)中產(chǎn)生的不良影響。n主要指標(biāo)及要求主要指標(biāo)及要求：插入損耗小插入損耗小(12dB)、隔離度大、隔離度大(反反向衰減，向衰減，3040dB)、價(jià)格便宜、體積小、便于集成。、價(jià)格便宜、體積小、便于集成。n組成：組成：起偏器、法拉第旋光器、檢偏器等。起偏器、法拉第旋光器、檢偏器等。4.5.6 光隔離器、光環(huán)形器光隔離器、光環(huán)形器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping118圖圖4-40 光隔離器的工作原理光隔離器的工作原理1 1、光隔離器、光隔離器 IsolatorIsolator原理演示原理演示2022-3-7

41、安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1191 1、光隔離器、光隔離器 - - 應(yīng)用應(yīng)用2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping120(a)三端口三端口(b)四端口四端口2 2、光環(huán)行器、光環(huán)行器光環(huán)形器是光環(huán)形器是 EDFA、OADM、色散補(bǔ)償及其他應(yīng)用領(lǐng)域中、色散補(bǔ)償及其他應(yīng)用領(lǐng)域中的理想器件。其原理類似光隔離器。一個(gè)端口輸入，指定的理想器件。其原理類似光隔離器。一個(gè)端口輸入，指定端口輸出。端口輸出。 2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1212 2、光環(huán)行器、光環(huán)行器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping12

42、2端口端口1 1端口端口2 2端口端口3 3端口端口2 2全反射棱鏡全反射棱鏡偏振分束立偏振分束立方體透鏡方體透鏡雙折射分雙折射分離元件離元件A雙折射分雙折射分離元件離元件B單向法拉單向法拉第旋轉(zhuǎn)器第旋轉(zhuǎn)器相位旋相位旋轉(zhuǎn)器轉(zhuǎn)器2 2、光環(huán)行器、光環(huán)行器 - - 原理圖原理圖2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping123n光環(huán)形器的非互易性使其成為光環(huán)形器的非互易性使其成為雙向通信雙向通信中的重要器件，中的重要器件，它可以完成正反向傳輸光的分離任務(wù)。光環(huán)形器在它可以完成正反向傳輸光的分離任務(wù)。光環(huán)形器在單單纖雙向通信、上纖雙向通信、上/ /下話路下話路(OADM)(OADM

43、)、色散補(bǔ)償、色散補(bǔ)償?shù)阮I(lǐng)域有廣等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。2 2、光環(huán)行器、光環(huán)行器 - - 應(yīng)用應(yīng)用2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1242 2、光環(huán)行器、光環(huán)行器 - - 應(yīng)用應(yīng)用1232022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping125n波分復(fù)用器是構(gòu)成波分復(fù)用多信道光纖通信系統(tǒng)的關(guān)波分復(fù)用器是構(gòu)成波分復(fù)用多信道光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件。鍵器件。n將若干路不同波長的信號(hào)復(fù)合后送入同一根光纖中傳將若干路不同波長的信號(hào)復(fù)合后送入同一根光纖中傳送送（復(fù)用復(fù)用），或者將在同一根光纖中傳送的多波長信，或者將在同一根光纖中傳送的多波長信號(hào)分解號(hào)分解（解

44、復(fù)用解復(fù)用）后分送給不同的接收機(jī)。后分送給不同的接收機(jī)。4.5.7 波分復(fù)用波分復(fù)用/ /解復(fù)用器解復(fù)用器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping1264.5.7 波分復(fù)用波分復(fù)用/ /解復(fù)用器解復(fù)用器波分復(fù)用器波分復(fù)用器100GHz間隔的間隔的WDM信道頻譜信道頻譜復(fù)用器復(fù)用器解復(fù)用器解復(fù)用器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping127n（一）熔錐光纖型（一）熔錐光纖型 WDMWDMn（二）干涉濾波器型（二）干涉濾波器型 WDMWDMn（三）光柵型（三）光柵型 WDMWDMn體型平面或曲面光柵體型平面或曲面光柵n平面陣列波導(dǎo)光柵平面陣列波導(dǎo)光柵n

45、光纖光柵光纖光柵4.5.7 波分復(fù)用波分復(fù)用/ /解復(fù)用器解復(fù)用器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping128（一）熔錐光纖型（一）熔錐光纖型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping129（二）干涉濾波器型（二）干涉濾波器型 WDMWDM 介質(zhì)薄膜干涉型介質(zhì)薄膜干涉型 WDM WDM 器件器件 - - 原理原理2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping130 介質(zhì)薄膜干涉型介質(zhì)薄膜干涉型 WDM WDM 器件器件 - - 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（a）二波分解復(fù)用器）二波分解復(fù)用器（b）六波分解復(fù)用器）六波分解復(fù)用器（二）干涉濾波

46、器型（二）干涉濾波器型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping131 基于基于 MZI MZI 的集成四通道的集成四通道 WDM WDM（二）干涉濾波器型（二）干涉濾波器型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping132Mach - Zehnder Interferometer (MZI)Mach - Zehnder Interferometer (MZI)應(yīng)用：波分復(fù)用應(yīng)用：波分復(fù)用/ /解復(fù)用器、外調(diào)制器、解復(fù)用器、外調(diào)制器、DPSKDPSK解調(diào)解調(diào)控制控制w w1 1和和w w2 2中光的相位差，并使之在輸出端產(chǎn)生相長

47、中光的相位差，并使之在輸出端產(chǎn)生相長/ /消干涉消干涉. .3dBcoupler3dBcouplerw2w12022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping133MZI MZI 復(fù)用器復(fù)用器/ /解復(fù)用器解復(fù)用器2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping134如果輸入波長滿足如果輸入波長滿足b bD DL=(2k-1)p pp/2bDL+p/2bDL+pbDL信號(hào)從上端口輸出信號(hào)從上端口輸出如果輸入波長滿足如果輸入波長滿足b bD DL=2kp p信號(hào)從下端口輸出信號(hào)從下端口輸出解復(fù)用解復(fù)用LncveffDD2MZI MZI 復(fù)用器復(fù)用器/ /解復(fù)用器解復(fù)用器

48、逆向，復(fù)用逆向，復(fù)用2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping135DDD2221effncLL1322LncLeffDDDMZI MZI 復(fù)用器復(fù)用器/ /解復(fù)用器解復(fù)用器 四端口四端口是總級(jí)數(shù)級(jí)第nnjncLeffjnj,2DD2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping136光柵具有特殊性質(zhì)：與波長相關(guān)的反射特性，這可以使用光柵光柵具有特殊性質(zhì)：與波長相關(guān)的反射特性，這可以使用光柵方程描述：方程描述：不同波長的光具有不同的衍射角，因此它們在空間上被分開。不同波長的光具有不同的衍射角，因此它們在空間上被分開。mdisinsinmidsinarcsin光

49、柵：材料中的周期性擾動(dòng)。光柵：材料中的周期性擾動(dòng)。（三）光柵型（三）光柵型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping137（三）光柵型（三）光柵型 WDMWDM（a）普通透鏡）普通透鏡WDM（b）棒透鏡）棒透鏡WDM 體型光柵體型光柵 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping138光纖光柵光纖光柵 - - 制作制作紫外掩模寫入法：紫外掩模寫入法：1. 1. 用兩束紫外光照射光纖并發(fā)生干涉用兩束紫外光照射光纖并發(fā)生干涉2. 2. 摻鍺的高光敏纖芯在光強(qiáng)部分折射率增加摻鍺的高光敏纖芯在光強(qiáng)部分折射率增加3. 3. 光柵永久寫入光纖

50、光柵永久寫入光纖（三）光柵型（三）光柵型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping139光纖光柵光纖光柵 - - 原理原理 1 1 2 2 n 2 2 n 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11（三）光柵型（三）光柵型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping140光纖光柵光纖光柵 - - 應(yīng)用應(yīng)用 光濾波器光濾波器 OADM OADM 色散補(bǔ)償器色散補(bǔ)償器 傳感器：對(duì)溫度敏感，隨溫度變化中心波長發(fā)生改變傳感器：對(duì)溫度敏感，隨溫度變化中心波長發(fā)生改變 （溫度（溫度6 6度的變化導(dǎo)致度的變化導(dǎo)致0.6 nm0.6 nm

51、的中心波長的漂移）的中心波長的漂移）窄帶濾波器窄帶濾波器Dt2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping141 N NN N 平面陣列波導(dǎo)光柵平面陣列波導(dǎo)光柵(AWG) WDM(AWG) WDM相鄰波導(dǎo)相鄰波導(dǎo)長度差長度差D DL陣列波導(dǎo)光柵陣列波導(dǎo)光柵AWG是是MZI的擴(kuò)展的擴(kuò)展（三）光柵型（三）光柵型 WDMWDM2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping142AWG AWG 工作原理工作原理mkdnLknLndnkoutcwwkinijk,.,1 , 02c+D+pxdLf2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping143AWG AWG 應(yīng)用應(yīng)用1. 1. 復(fù)用復(fù)用/ /解復(fù)用器解復(fù)用器2. 2. 波長路由選擇開關(guān)波長路由選擇開關(guān) 2022-3-7安工大數(shù)理安工大數(shù)理 Zhou Wenping144性能指標(biāo)：性能指標(biāo)：n插入損耗插入損耗n通道帶寬通道帶寬n串音（隔離度）：串音（隔離度）：n窄譜線光源，隔離度一般較大，可忽略不計(jì)。窄譜線光源，隔離度一般較大，可忽略不計(jì)。n寬譜線光源，隔離度不足，引起串話。寬譜線光源，隔離度不足，引起串話。4.5.7 波分復(fù)用波分復(fù)用