光無(wú)源器件電子通信專(zhuān)業(yè)

光無(wú)源器件電子通信專(zhuān)業(yè)第1頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光纖通信用光學(xué)元器件有源器件:無(wú)源器件:光源:LED,LD光檢測(cè)器:PD,PIN,APD光放大器:EDFA連接器耦合器光開(kāi)關(guān)隔離器波分復(fù)用器調(diào)制器光器件需外加電源驅(qū)動(dòng)無(wú)需外加電源驅(qū)動(dòng)第2頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章光器件3.1連接器3.2耦合器3.3可調(diào)諧光濾波器3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器3.5調(diào)制器3.6光開(kāi)關(guān)3.7光隔離器3.8光環(huán)行器3.9光分插復(fù)用器3.10波長(zhǎng)變換器3.11偏振復(fù)用器第3頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光纖連接器:

用于光纖線路與光端機(jī)(光發(fā)射機(jī),光接收)或其他光無(wú)源器件之間的連接的器件,是可以插拔的,有時(shí)也叫光纖活動(dòng)連接器。3.1連接器(Connectors)第4頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.基本結(jié)構(gòu)及工作原理工作原理:

采用某種機(jī)械和光學(xué)結(jié)構(gòu)，使兩根光纖的纖心對(duì)接，保證95％以上的光能通過(guò)連接器。基本結(jié)構(gòu):套管結(jié)構(gòu)3.1連接器連接器的基本結(jié)構(gòu)包括接口零件、光纖插針和對(duì)中三部分第5頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.基本結(jié)構(gòu)及工作原理3.1連接器光纖插針的端面有:平面、球面(PC,PhysicalContact)或斜面(APC,AngledPhysicalContact)。APC8o三種常見(jiàn)的物理接觸芯包皮凸球面平面斜面PC第6頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.基本結(jié)構(gòu)及工作原理3.1連接器套管結(jié)構(gòu)、雙錐結(jié)構(gòu)、V形槽結(jié)構(gòu)或透鏡耦合結(jié)構(gòu)。對(duì)中可以采用:雙錐結(jié)構(gòu)V形槽結(jié)構(gòu)球面定心結(jié)構(gòu)透鏡耦合結(jié)構(gòu)第7頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.對(duì)連接器的要求3.1連接器連接損耗(插入損耗)小；回波損耗大；多次插撥重復(fù)性好；互換性好；環(huán)境溫度變化時(shí)，性能保持穩(wěn)定；并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度第8頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按功能分類(lèi):連接器插頭(PlugConnector)適配器(Adapter)轉(zhuǎn)換器(Converter)光纜跳線(CableJumper)裸光纖轉(zhuǎn)換器(BareFiberAdapter)3.1連接器3.連接器的種類(lèi)第9頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按連接方式及外形分類(lèi):3.1連接器3.連接器的種類(lèi)ST(SpringTension)：有FC型、SC型和ST型FC(FerruleConnector)：SC(Square/SubscriberConnector):表示用螺紋連接表示軸向插拔矩形外殼結(jié)構(gòu)表示彈簧帶鍵卡口結(jié)構(gòu)。FCSCST第10頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1連接器3.連接器的種類(lèi)如FC/PC、FC/APC、SC/PC、SC/APC和ST/PC轉(zhuǎn)接器的通常表示連接器的類(lèi)型/光纖插針端面結(jié)構(gòu)第11頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月各種單模光纖連接器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能指標(biāo)第12頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.連接器的損耗3.1連接器固有損耗:數(shù)值孔徑失配纖芯不同心折射率分布失配纖芯尺寸失配第13頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1連接器外部損耗:軸向傾角q菲涅爾反射端面粗糙橫向偏移x端面間隙d第14頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月５.主要性能指標(biāo)插入損耗:

插入損耗是指光信號(hào)通過(guò)活動(dòng)連接器后，輸出光功率相對(duì)輸入光功率的分貝數(shù)回波損耗:又稱(chēng)后向反射損耗，是指光纖連接處，后向反射光功率相對(duì)入射光功率的分貝數(shù)重復(fù)性和互換性:連接器多次插拔或互換后，插入損耗的變化.3.1連接器第15頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月６.接頭3.1連接器接頭是把兩個(gè)光纖端面結(jié)合在一起，以實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間的永久性(固定)連接接頭制作方法熱熔連接：高壓電弧加熱把兩個(gè)光纖端面熔合機(jī)械連接：用V形夾具使光纖準(zhǔn)直，用熱固化及環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)加固V形槽光纖1光纖2第16頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光耦合器:將光信號(hào)進(jìn)行分路和合路的器件.3.2光耦合器(OpticalCoupler)光耦合器連接三個(gè)或三個(gè)以上點(diǎn)光信號(hào)必須在多個(gè)輸出端口分配,信號(hào)強(qiáng)度降低第17頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月１．光耦合器分類(lèi)光功率耦合器光波長(zhǎng)(合/分波）耦合器從功能上:從端口形式上:X形(2×2)Y形(1×2)星形(M×N,N＞2)樹(shù)形(1

×N,N＞2)T形(1×2)3.2光耦合器分類(lèi)第18頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用耦合器的類(lèi)型T形……星形(M×N)…l1l2lNl1＋l2＋lN樹(shù)形(1

×N)波分復(fù)用器/解復(fù)用器(即合波器/分波器)2314X形定向耦合器(2×2)3.2光耦合器第19頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2×2定向光纖耦合器是構(gòu)成其它光學(xué)元件的基礎(chǔ)，它的功能是把一根光纖輸入的光功率分配給2根光纖，可以用作不同分路比的功率分路器或功率組合器12341-2和3-4為直通臂1-3和2-4為耦合臂如1端輸入,則2和3端輸出,4端無(wú)輸出2×23.2光耦合器２．2×2定向光纖耦合器第20頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8×8星形耦合器1234567891011123.2光耦合器３.NN星形耦合器NN星形耦合器的功能是把N根光纖輸入的光功率組合在一起，并均勻分配給N根輸出光纖。這種耦合器可以用作多端功率分路器或功率組合器。2×2耦合器組成的星形耦合器第21頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月４．光纖耦合器的特性參數(shù)3.2光耦合器以2×2定向耦合器為例插入損耗(InsertionLoss):L2314表示特定的端口到另一端口路徑的損耗.如從輸入端口1到輸出端口2的插入損耗為，用L表示第22頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2光耦合器以2×2定向耦合器為例隔離度(DegreeofIsolation):or串話(音)干擾(Crosstalk)由端1輸入的光功率P1應(yīng)從端2和端3輸出，端4理論上應(yīng)無(wú)光功率輸出.但實(shí)際上端4還是有少量光功率輸出P4,其大小就表示了1、4兩個(gè)端口的隔離程度。隔離度A表示為2314一般要求：A>20dB第23頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2光耦合器以2×2定向耦合器為例分光比(SplittingRatio)or耦合比(CouplingRatio):CR23141)兩個(gè)輸出端口的光功率之比，如從端1輸入光功率，則端2和端3分光比:CR=P2/P3,一般為1:1~1:102)一個(gè)輸出端的光功率和全部輸出端的光功率總和的比第24頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2光耦合器以2×2定向耦合器為例附加損耗(ExcessLoss):Le2314由散射、吸收和器件缺陷產(chǎn)生的損耗，用全部輸出端的光功率總和與輸入端的光功率總和的比第25頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器(TunableOpticalFilter)可調(diào)諧光濾波器：是一種波長(zhǎng)（或頻率）選擇器件，它的功能是從許多不同頻率的輸入光信號(hào)中選擇出一個(gè)特定頻率的光信號(hào)HOF-DW1.6ITU波長(zhǎng)濾波器Alpha可調(diào)式F-P型光濾波器第26頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器1.光濾波器分類(lèi)根據(jù)工作原理分:干涉型根據(jù)其調(diào)諧的能力:光頻固定濾波器衍射型吸收型可調(diào)諧濾波器法布里珀羅(F-P:Fabry-Perot)濾波器馬赫-曾德?tīng)?M-Z:Mach-Zehnder)濾波器布拉格(Bragg)光柵濾波器陣列波導(dǎo)光柵(AWG)濾波器第27頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器2.法布里珀羅(F-P)濾波器1)結(jié)構(gòu)組成可調(diào)諧濾波器

壓電陶瓷管內(nèi)外壁施加電壓時(shí)管可伸長(zhǎng),以調(diào)節(jié)F-P腔長(zhǎng)L入射光透射光鏡面L光纖壓電陶瓷管玻璃或陶瓷套管+v反射鏡固定波長(zhǎng)濾波器兩塊鏡面均固定由法布里-珀羅干涉儀(F-PI:Fabry-PerotInterferometer)構(gòu)成濾波器.第28頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器2)濾波原理L平面鏡入射光平面鏡透射光駐波條件:j為整數(shù)縱模:縱模間隔:or

or

第29頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器3)濾波示意圖信道間隔最高頻率信道和最低頻率信道間的頻率差濾波器的傳輸函數(shù)濾波器帶寬調(diào)諧濾波器調(diào)諧控制電壓inputoutput縱模間隔第30頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器3.馬赫-曾德?tīng)?M-Z)濾波器1)結(jié)構(gòu)組成3dB耦合器:插入損耗為3dB,即兩輸出光功率均分輸入光功率馬赫-曾德?tīng)?Mach-Zehnder)干涉濾波器由兩個(gè)3dB耦合器串聯(lián)組成.干涉儀的兩臂長(zhǎng)度不等(L)或存在折射率差(n)第31頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器2)工作原理雙臂干涉.若在輸出端3,l2滿足相長(zhǎng)條件,而l1滿足相消條件,則輸出l2光即:輸出位相差第32頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器一般式:第33頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器3)級(jí)聯(lián)M-Z干涉濾波器輸入光波的頻率間隔必須精確地控制在(Dv/2)的整數(shù)倍。光信道間隔:M-ZM-ZM-ZM-ZM-ZM-ZM-Z821,lllL7531,,,llll8642,,,llll51,ll73,ll62,ll84,ll1l3l2l4l5l7l6l8lvDvD2vD4vD2vD4vD4vD4第34頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器4.布拉格(Bragg)光柵濾波器1)結(jié)構(gòu)及原理相鄰反射光程差:lB--Bragg波長(zhǎng)半反射鏡LLLL通常j=1布拉格(Bragg)光柵濾波器由間距為的N個(gè)平行半反射鏡組成(

稱(chēng)為布拉格間距),某個(gè)波長(zhǎng)的N束反射光干涉相長(zhǎng),從而構(gòu)成反射式濾波器.第35頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器2)光纖布拉格(Bragg)光柵通常j=1輸出光中濾除了l2成分纖芯折射率經(jīng)兩束相互干涉的紫外光照射后產(chǎn)生周期性地調(diào)制而成第36頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器3)光纖光柵帶通濾波器:在2×2光纖耦合器輸出側(cè)的兩光纖上寫(xiě)入同樣的Bragg光柵,即可構(gòu)成帶通濾波器.通常j=1耦合器12輸入共振波長(zhǎng)為完全相同的的布拉格光柵4輸出輸出輸出147llll17ll17ll4l4l4l3dB第37頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3可調(diào)諧光濾波器5.陣列波導(dǎo)光柵(AWG)濾波器陣列波導(dǎo)光柵(AWG,

Arrayedwaveguidegratings):各種波長(zhǎng)的光波從光纖(1)衍射進(jìn)入自由傳播區(qū)(2),然后耦合到長(zhǎng)度不等的光柵波導(dǎo)區(qū)(3),經(jīng)歷不同波導(dǎo)后衍射進(jìn)入自由區(qū)(4),來(lái)自不同波導(dǎo)同一波長(zhǎng)光波只有在特定位置的輸出端才滿足相干相長(zhǎng)疊加,從而達(dá)到濾波的目的.輸入輸出自由傳播區(qū)光柵波導(dǎo)區(qū)第38頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器(WavelengthDivisionMultipexersandDemultiplexers)波分復(fù)用/解復(fù)用器：波分復(fù)用器(WDM,WavelengthDivisionMultiplexers)的功能是把多個(gè)不同波長(zhǎng)的發(fā)射機(jī)輸出的光信號(hào)復(fù)合在一起,并注入到一根光纖。解復(fù)用器的功能與波分復(fù)用器正好相反......Nl2l1l+++LNl2l1l3lNl2l1l3l復(fù)用器解復(fù)用器第39頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器1.波分復(fù)用器熔拉雙錐方法制造的星形耦合器波導(dǎo)技術(shù)制成的多端星形耦合器用光耦合器可實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用第40頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器2.波分解復(fù)用器1)棱鏡解復(fù)用器棱鏡對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的折射角...n2n1n1n1n2<iqlqe2l1lNlNl2l1l+++Lpq第41頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器2)衍射光柵解復(fù)用器不同波長(zhǎng)光的衍射角不一樣

光纖硅衍射光柵普通透鏡

l1l2l3lll123++d硅光柵漸變折射透鏡

光纖l1l2l3lll123++入射光波dsinqqd12qLl1l2光柵成像平面y2y1透射光柵普通透鏡反射光柵漸變折射率透鏡反射光柵第42頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器普通透鏡反射光柵

光纖硅衍射光柵普通透鏡l1lll123++l2第43頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4波分復(fù)用/解復(fù)用器3)陣列波導(dǎo)光柵(AWG)解復(fù)用器輸入輸出自由傳播區(qū)光柵波導(dǎo)區(qū)陣列波導(dǎo)光柵濾波器作為解復(fù)用器.第44頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器(OpticalModulators)調(diào)制器(Modulators):主要外調(diào)制器:電光效應(yīng)磁光效應(yīng)聲光效應(yīng)電光調(diào)制器:聲光調(diào)制器:磁光調(diào)制器:光信號(hào)是用電信號(hào)調(diào)制光載波產(chǎn)生的。直接調(diào)制：改變光源的驅(qū)動(dòng)(注入)電流直接調(diào)制光源的輸出強(qiáng)度。外調(diào)制：增加一調(diào)制器，適于高速系統(tǒng)應(yīng)用。第45頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器1.直接調(diào)制和外調(diào)制示意圖直接調(diào)制外調(diào)制激光器輸出調(diào)制光信息電信號(hào)信息電信號(hào)輸出調(diào)制光波01010激光器輸出調(diào)制光信息電信號(hào)連續(xù)光信號(hào)外調(diào)制器信息電信號(hào)輸出調(diào)制光波輸出連續(xù)光LD01010強(qiáng)度調(diào)制(IM:IntensityModulation)示意圖第46頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器2.電光調(diào)制器電光調(diào)制器是利用電光材料的線性電光效應(yīng)(Pockeleffect)制成折射率n和外加電場(chǎng)E的關(guān)系:α,β--電光系數(shù)___線性電光效應(yīng)或普克爾(Pockel)效應(yīng)___二次電光效應(yīng)或克爾(Kerr)效應(yīng)1)電光效應(yīng)電光材料的折射率n隨施加的外電場(chǎng)E而變化,如鈮酸鋰(LiNbO3)晶體第47頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器Ex,Ey分量經(jīng)傳輸距離L后產(chǎn)生的相位為：2)相位調(diào)制器電場(chǎng)沿y方向施加;線偏振光偏振方向與y軸成45度為E=0時(shí)折射率電光系數(shù)450線偏振入射光圓/橢圓/線偏振出射光VzdLxEyEfDxEyEaEzxy晶體第48頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器3)強(qiáng)度調(diào)制器外加電壓為零時(shí),Ex和Ey相位差為0,探測(cè)器探測(cè)不到光在電光晶體前后設(shè)置處于正交狀態(tài)的起偏器和檢偏器施加外電壓,輸出變成橢圓偏振光，部分光通過(guò)檢偏器,其強(qiáng)度與施加的電壓有關(guān).入射光VaExy晶體起偏器檢偏器探測(cè)器yx第49頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4)馬赫-曾德?tīng)柛缮嫘碗姽夥日{(diào)制器在LiNbO3晶體襯底上，制作兩條光程相同的單模光波導(dǎo)，其中一條波導(dǎo)的兩側(cè)施加可變電壓,電壓引起折射率變化。3.5光調(diào)制器LiNbO3電極偏振光輸入調(diào)制信號(hào)V(t)輸出AB波導(dǎo)Ti-LiNbO3DCEa+-AB第50頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩波導(dǎo)的位相差3.5光調(diào)制器LiNbO3電極偏振光輸入調(diào)制信號(hào)V(t)輸出AB波導(dǎo)Ti-LiNbO3DCEa+-AB第51頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器LiNbO3()tV共平面條形電極偏振光輸入調(diào)制信號(hào)輸出DCABEa+--AB波導(dǎo)3LiNbO-Ti調(diào)制電壓施加在兩臂上第52頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.5光調(diào)制器3.電吸收波導(dǎo)調(diào)制器電吸收調(diào)制器(EAM,ElectroAbsorptionModulator)是一種p-i-n半導(dǎo)體器件，其i層由多量子阱(MQW)波導(dǎo)構(gòu)成。i層對(duì)光的吸收損耗與外加的調(diào)制電壓有關(guān)。+pin入射光nhMQWVpin入射光nhVttPinPout0tV0-V調(diào)制電信號(hào)當(dāng)p-i-n無(wú)偏置時(shí),入射光不被i層吸收,相當(dāng)于輸出“1”碼;當(dāng)p-i-n反向偏置時(shí),入射光被i層完全吸收,相當(dāng)于輸出“0”碼.第53頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)(OpticalSwitches)機(jī)械光開(kāi)關(guān) 包括微機(jī)械光開(kāi)關(guān)波導(dǎo)光開(kāi)關(guān) 利用電光、磁光、熱光和聲光效應(yīng)光開(kāi)關(guān)分類(lèi)光開(kāi)關(guān)的要求:是插入損耗小、串音低、重復(fù)性高、開(kāi)關(guān)速度快、回波損耗小、消光比大、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)小型化和操作方便。光開(kāi)關(guān):

是轉(zhuǎn)換光路,實(shí)現(xiàn)光信號(hào)交換的器件。第54頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)1.機(jī)械式光開(kāi)關(guān)光纖旋轉(zhuǎn)軸反射鏡移動(dòng)臂光纖準(zhǔn)直頭固定輸出光纖1234NN輸入光纖-11×N移動(dòng)光纖開(kāi)關(guān)1×2移動(dòng)反射鏡開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn):插入損耗小、隔離度好、消光比和偏振敏感性良好缺點(diǎn):開(kāi)關(guān)時(shí)間長(zhǎng),尺寸大，不易集成。第55頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)2.微機(jī)電系統(tǒng)光開(kāi)關(guān)微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystems)是一種在半導(dǎo)體襯底材料上，用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝制造出可以前傾后仰、上下移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的微反射鏡陣列，在驅(qū)動(dòng)力的作用下，對(duì)輸入光信號(hào)可切換到不同輸出光纖的微機(jī)電系統(tǒng).可升降懸臂微反射鏡波導(dǎo)硅襯底電極V=0PLC可升降微反射鏡MEMS光開(kāi)關(guān)第56頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)可旋轉(zhuǎn)微反射鏡MEMS光開(kāi)關(guān)微反射鏡輸出波導(dǎo)1輸入波導(dǎo)襯底控制信號(hào)V入射光出射光出射光輸出波導(dǎo)2取向1取向2第57頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)可立臥微反射鏡MEMS光開(kāi)關(guān)微反射鏡輸出光纖1硅襯底PLC控制信號(hào)入射光出射光輸出光纖2鏡面旋轉(zhuǎn)軸光纖第58頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)3.波導(dǎo)光開(kāi)關(guān)LiNbO3電極偏振光輸入調(diào)制信號(hào)V(t)輸出AB波導(dǎo)Ti-LiNbO3DC控制信號(hào)tt輸出光V(t)自行分析其工作原理.第59頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)4.熱光開(kāi)關(guān)(TOS)熱光開(kāi)關(guān)(TOS,Thermo-OpticSwitches)是采用馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x(M-ZI)結(jié)構(gòu),用薄膜加熱器加熱波導(dǎo)臂,從而改變波導(dǎo)折射率,最終改變兩光波的位相差.1234薄膜加熱器ABLCr不加熱時(shí)，器件處于交叉連接狀態(tài)；加熱時(shí),波導(dǎo)折射率變化,器件處于平行連接狀態(tài)。第60頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)5.磁光開(kāi)關(guān)磁光開(kāi)關(guān)是利用法拉第(Faraday)效應(yīng)制成的開(kāi)關(guān),當(dāng)偏振光穿過(guò)施加了磁場(chǎng)的透明介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生偏振旋轉(zhuǎn)。偏振平面的旋轉(zhuǎn)角與磁場(chǎng)有關(guān)。旋轉(zhuǎn)角

和磁場(chǎng)強(qiáng)度H與材料長(zhǎng)度L的乘積成比例第61頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月法拉第旋轉(zhuǎn)器使光的偏振態(tài)(SOP:StateOfPolarization)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度.偏振器2法拉弟旋轉(zhuǎn)器偏振器1反射光阻塞入射光SOP磁光開(kāi)關(guān)(隔離器)的工作原理3.6光開(kāi)關(guān)偏振器1和偏振器2的透振方向成45度放置第62頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.6光開(kāi)關(guān)0102030505端口端口傳輸損耗施加電壓(V)/dB1-31-2-(b)傳輸損耗特性EEOO21光纖光纖透鏡透鏡線圈施加電壓時(shí)23光纖透鏡方解石1方解石2方解石3透鏡透鏡電磁鐵棱鏡玻璃塊Gd:YIG石英旋轉(zhuǎn)器1光纖起偏器檢偏器檢偏器EOOEEOO+E31光纖光纖透鏡透鏡線圈施加電壓-時(shí)晶體起偏器檢偏器棱鏡玻璃塊O+E晶體Gd:YIG45o+5V5V開(kāi)關(guān)基本結(jié)構(gòu)

(a)磁光式光開(kāi)關(guān)

第63頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.7光隔離器(OpticalIsolator)只允許光線沿光路單向傳輸?shù)臒o(wú)源器件，用于解決光纖通信中光路中光反射的問(wèn)題。隔離器主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回到該器件致使器件性能變壞。光隔離器:第64頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.7光隔離器光通信用的隔離器幾乎都用法拉第磁光效應(yīng)原理制成;當(dāng)平面偏振光沿著磁場(chǎng)方向入射到非旋光材料時(shí)，光偏振面將旋轉(zhuǎn)角度;如果反射光再一次通過(guò)法拉第介質(zhì)，則旋轉(zhuǎn)角度增加到2

。1.磁光塊狀光隔離器第65頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.7光隔離器2.磁光波導(dǎo)光隔離器基于法拉第旋轉(zhuǎn)器和線性偏振片的隔離器不便于集成,因而開(kāi)發(fā)基于平面集成光路(PIC:PhotonicIntegratedCircuit)的磁光波導(dǎo)器件.集成光隔離器的基本工作原理是基于磁光薄膜的磁光法拉第效應(yīng).第66頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.7光隔離器正向傳輸?shù)墓庠诔鯵2分支處時(shí)的總相移為零，兩光相長(zhǎng)干涉而增強(qiáng)；反向傳輸?shù)墓庠诔鯵1分支處時(shí)的總相移為，兩光相消干涉而抵消。

非互易相移MZI型波導(dǎo)光隔離器第67頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.8光環(huán)形器(OpticalCirculator)光環(huán)行器除了有多個(gè)端口外，其工作原理與光隔離器類(lèi)似，是一種單向傳輸器件,主要用于單纖雙向傳輸系統(tǒng)和光分插復(fù)用器中.端口1輸入→端口2輸出;端口2輸入→端口3輸出光發(fā)射機(jī)1光發(fā)射機(jī)2光接收機(jī)1光環(huán)形器光環(huán)形器光接收機(jī)2123123光纖第68頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.8光環(huán)形器用光隔離器構(gòu)成的光環(huán)形器port2port2port1port3分束棱鏡反射棱鏡雙折射棱鏡法拉第旋轉(zhuǎn)器相位旋轉(zhuǎn)器雙折射棱鏡OEOE第69頁(yè)，課件共80頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.9光分插復(fù)用器(OADM)光分插復(fù)用器(OpticalAdd-DropMultiplexers,OADM)是在WDM網(wǎng)絡(luò)中，在保持其它信道傳輸不變的情況下，將某些信道取出而將另外一些信道插入.陣列波導(dǎo)光柵(AWG)光分插復(fù)用器可重構(gòu)光分插復(fù)用器(ROADM:ReconfigurableOADM)波長(zhǎng)選擇交換(WSS:WavelengthSelectiveSwitches)ROADM也叫:光交叉連接器OXC(Optic