chapter5-光器件

1、125.1 5.1 光器件概述光器件概述 5.2 5.2 光連接器與衰減器光連接器與衰減器 5.3 5.3 耦合器與分束器耦合器與分束器 5.4 5.4 復(fù)用器復(fù)用器 5.5 5.5 光隔離器與環(huán)形器光隔離器與環(huán)形器 5.6 5.6 光開(kāi)光與光交叉連接器光開(kāi)光與光交叉連接器5.7 5.7 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器章內(nèi)容章內(nèi)容35.1 光器件概述光器件概述光器件的分類(lèi)體塊型 不能直接與光纖線路連接，而是要通過(guò)耦合元件（最重要的耦合元件是自聚焦棒透鏡組），因而損耗較大。全光纖型 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、抗電磁干擾。特別是能夠做成“在線元件”，直接接入光纖線路，因而附加損耗很低。光波導(dǎo)型 體積小、

2、重量輕、熱和機(jī)械穩(wěn)定性好、功耗低、抗電磁干擾性強(qiáng)、適合批量生產(chǎn)。4光器件概述光器件概述發(fā)展趨勢(shì) n尺寸小型化、微型化。尺寸小型化、微型化。 無(wú)論是在系統(tǒng)傳輸設(shè)備中，還是在終端用戶上，光器件在提供高性能功能的同時(shí)，應(yīng)占據(jù)盡可能小的空間。n低成本。低成本。 降低器件成本的有效途徑包括提高成品率，提高器件制作自動(dòng)化程度，以及規(guī)范各種光器件的標(biāo)準(zhǔn)，如達(dá)成多邊協(xié)議以提高光器件間的兼容性等。 n多功能的集成。多功能的集成。 系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)光器件功能要求也愈來(lái)愈多，要求單個(gè)器件能提供更多功能，或是將更多功能的光學(xué)元件集成在一個(gè)器件中。無(wú)論是器件尺寸的集成，還是功能上的集成，都可以降低器件成本，提高器件競(jìng)爭(zhēng)力。

3、 55.2 光連接器與光衰減器光連接器與光衰減器6光纖連接器（光纖連接器（optical connectoroptical connector），），俗稱(chēng)活接頭，俗稱(chēng)活接頭， 用以穩(wěn)定地但并不是永久地連接兩根或多根光纖的用以穩(wěn)定地但并不是永久地連接兩根或多根光纖的無(wú)源組件。無(wú)源組件。主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備間、設(shè)備與儀表間、設(shè)備設(shè)備間、設(shè)備與儀表間、設(shè)備與光纖間以及光纖與光纖間與光纖間以及光纖與光纖間的的非永久性非永久性固定連接，固定連接，是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無(wú)源器件。是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無(wú)源器件。光連接器定義光連接器定義78光連接器光連接器n技術(shù)指標(biāo)：(dB)10

4、01PPlgIL(dB)100PPlgRrLn互換性和重復(fù)性n 回波損耗：反射損耗，光纖連接處，后向反射光功率Pr相對(duì)輸入光功率P0的比率的分貝數(shù)。n 插入損耗：光信號(hào)通過(guò)連接器之后，其輸出光功率P1相對(duì)輸入光功率P0的比率的分貝數(shù)。一般要求應(yīng)不大于一般要求應(yīng)不大于0.2 dB0.2 dB典型值應(yīng)不小于典型值應(yīng)不小于45 dB45 dB。9光纖連接損耗及其影響因素光纖連接損耗及其影響因素光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)失配引起的損耗 (f)兩光纖相對(duì)位置偏離設(shè)計(jì)要求引起的損耗(b)(c)(e)端面形狀與間隙引起的損耗(d)(e)(a)2n1n0n（a）（c）q（b）d（d）z（e）1a2aa1x2xx12a22a

5、纖芯直徑1D2D1g2g數(shù)值孔徑折射率分布（f）光纖參數(shù)端面反射橫向錯(cuò)位角向傾斜端面間隙端面狀態(tài)1011光纖連接器的結(jié)構(gòu)光纖連接器的結(jié)構(gòu)FCFC型：外部加強(qiáng)方式型：外部加強(qiáng)方式是是采用金屬套采用金屬套，緊固方，緊固方式為螺絲扣式為螺絲扣SCSC型：外殼采用工程塑型：外殼采用工程塑料，料，矩形結(jié)構(gòu)矩形結(jié)構(gòu)，便于密集，便于密集安裝，不用螺紋連接，可安裝，不用螺紋連接，可以直接插拔。以直接插拔。STST型：采用型：采用帶鍵的卡口帶鍵的卡口式式鎖緊機(jī)構(gòu)，確保連接時(shí)鎖緊機(jī)構(gòu)，確保連接時(shí)準(zhǔn)確對(duì)中。準(zhǔn)確對(duì)中。12光纖連接器的結(jié)構(gòu)光纖連接器的結(jié)構(gòu)13光衰減器定義光衰減器定義光衰減器（光衰減器（optical

6、attenuatoroptical attenuator）是對(duì)光功率進(jìn)是對(duì)光功率進(jìn)行預(yù)定量衰減的器件，它可分為可變光衰減器和固行預(yù)定量衰減的器件，它可分為可變光衰減器和固定光衰減器。前者主要用于調(diào)節(jié)光功率電平，后者定光衰減器。前者主要用于調(diào)節(jié)光功率電平，后者主要用于電平過(guò)高的光纖通信線路。主要用于電平過(guò)高的光纖通信線路。 對(duì)光衰減器主要要求是：對(duì)光衰減器主要要求是：插入損耗低、回波損耗高、插入損耗低、回波損耗高、分辨率線性度和重復(fù)性好、衰減量可調(diào)范圍大、衰減分辨率線性度和重復(fù)性好、衰減量可調(diào)范圍大、衰減精度高、器件體積小，環(huán)境性能好精度高、器件體積小，環(huán)境性能好。 14光衰減器光衰減器n根據(jù)工

7、作原理分類(lèi)：15衰減片通常是表面蒸鍍了金屬吸收膜的玻璃基片，衰減片與光軸可以?xún)A斜放置衰減片在不同位置的金屬膜厚度不同，可用來(lái)獲得不同的衰減在光纖端面按要求鍍上一層有一定厚度的金屬膜或在光的通路上設(shè)置一個(gè)幾微米的氣隙，從而獲得固定衰耗。常用光衰減器的工作原理常用光衰減器的工作原理165.3 耦合器與分束器耦合器與分束器 光耦合器（光耦合器（couplercoupler）/ /分束器（分束器（splittersplitter）的功的功能是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的合路能是實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的合路/ /分路，就是把多個(gè)輸入的分路，就是把多個(gè)輸入的光信號(hào)組合成一個(gè)輸出或者把一個(gè)輸入的光信號(hào)光信號(hào)組合成一個(gè)輸出或者把一個(gè)輸入

8、的光信號(hào)分配給多個(gè)輸出。分配給多個(gè)輸出。一般是對(duì)同一波長(zhǎng)的光功率進(jìn)行合路或分路。光一般是對(duì)同一波長(zhǎng)的光功率進(jìn)行合路或分路。光耦合器耦合器/ /分束器的使用將會(huì)對(duì)光路帶來(lái)一定的附加分束器的使用將會(huì)對(duì)光路帶來(lái)一定的附加插入損耗以及一定的串?dāng)_和反射。插入損耗以及一定的串?dāng)_和反射。17插入損耗：插入損耗：是指一個(gè)指定輸入端口的輸是指一個(gè)指定輸入端口的輸入光功率入光功率Pi和一個(gè)指定的輸出端口的輸出和一個(gè)指定的輸出端口的輸出功率功率Po的比值的比值附加損耗：附加損耗：全部輸入端口的輸入光功率全部輸入端口的輸入光功率總和與全部輸出端口的輸出光功率總和的總和與全部輸出端口的輸出光功率總和的比值比值分光比或耦

9、合比：分光比或耦合比：某一個(gè)輸出端口的輸某一個(gè)輸出端口的輸出光功率與全部輸出端口的輸出光功率總出光功率與全部輸出端口的輸出光功率總和的比值和的比值串?dāng)_：串?dāng)_：一個(gè)輸入端口的輸入光功率一個(gè)輸入端口的輸入光功率Pi與與由耦合器泄漏到其他輸入端口的光功率由耦合器泄漏到其他輸入端口的光功率Pr的比值的比值dB 10iinePPlgL光耦合器光耦合器技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)dB 10ioiPPlgL%PPCRii100P1P3P4dB 10ircPPlgLP218光耦合器分類(lèi)光耦合器分類(lèi)v從端口形式X型、Y型、星型以及樹(shù)型v從工作帶寬的角度單工作窗口的窄帶單工作窗口的寬帶雙工作窗口的寬帶v從傳導(dǎo)光模式多模與單模

10、v從器件工藝實(shí)現(xiàn)方式分立光學(xué)元件組合型光纖型光耦合器集成波導(dǎo)型1920幾種常見(jiàn)光耦合器結(jié)構(gòu)示意圖幾種常見(jiàn)光耦合器結(jié)構(gòu)示意圖215.4 復(fù)用器復(fù)用器 一種用來(lái)合成不同波長(zhǎng)的光信號(hào)或者分離不同波長(zhǎng)的光信號(hào)的無(wú)源一種用來(lái)合成不同波長(zhǎng)的光信號(hào)或者分離不同波長(zhǎng)的光信號(hào)的無(wú)源器件。（復(fù)用器器件。（復(fù)用器/ /解復(fù)用器）解復(fù)用器）用于波長(zhǎng)選擇、光放大器的噪聲濾除、光復(fù)用用于波長(zhǎng)選擇、光放大器的噪聲濾除、光復(fù)用/ /解復(fù)用解復(fù)用對(duì)器件的要求主要是對(duì)器件的要求主要是插入損耗低、隔離度大、帶內(nèi)平坦、帶外插入插入損耗低、隔離度大、帶內(nèi)平坦、帶外插入損耗變化陡峭、中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性高等損耗變化陡峭、中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性高等。

11、22采用漸變折采用漸變折射率透鏡，射率透鏡，簡(jiǎn)化了裝置簡(jiǎn)化了裝置的校準(zhǔn)。的校準(zhǔn)。采用普通透采用普通透鏡的鏡的WDMWDM232425n通帶特性好（平頂、隔離度高通帶特性好（平頂、隔離度高25dB）nPDL小小 (0.2dB)n插損低插損低 57dB（16波）波）n溫度敏感性小（溫度敏感性小（0.0005nm/OC 不需溫控）不需溫控）n波長(zhǎng)數(shù)波長(zhǎng)數(shù) 16CH；波長(zhǎng)間隔；波長(zhǎng)間隔 0.8nmn價(jià)格較高價(jià)格較高n是是16波長(zhǎng)波長(zhǎng)WDM系統(tǒng)中主要選用的器件系統(tǒng)中主要選用的器件多層介質(zhì)膜復(fù)用器特多層介質(zhì)膜復(fù)用器特點(diǎn)點(diǎn)26可通過(guò)改變?nèi)廴诶F條件，增強(qiáng)耦合系數(shù)對(duì)波可通過(guò)改變?nèi)廴诶F條件，增強(qiáng)耦合系數(shù)對(duì)波長(zhǎng)

12、的敏感性，從而制成熔融拉錐型長(zhǎng)的敏感性，從而制成熔融拉錐型WDMWDM器件器件特點(diǎn)：特點(diǎn)：插損低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、溫度穩(wěn)定性高、無(wú)插損低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、溫度穩(wěn)定性高、無(wú)需波長(zhǎng)選擇器件需波長(zhǎng)選擇器件；復(fù)用波長(zhǎng)數(shù)少、隔離度差復(fù)用波長(zhǎng)數(shù)少、隔離度差應(yīng)用：常用于應(yīng)用：常用于1300nm/1550nm1300nm/1550nm、980nm/1550nm980nm/1550nm、1480nm/1550nm1480nm/1550nm波長(zhǎng)的分離波長(zhǎng)的分離熔錐光纖濾波熔錐光纖濾波器器27陣列波導(dǎo)光柵陣列波導(dǎo)光柵AWGArray-Waveguide-Grating規(guī)則排列的波導(dǎo)，相規(guī)則排列的波導(dǎo)，相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度相差固鄰波導(dǎo)

13、的長(zhǎng)度相差固定值定值D DL L，因而產(chǎn)生的，因而產(chǎn)生的相位差隨波長(zhǎng)而變。相位差隨波長(zhǎng)而變。28AWG的工作原理的工作原理 設(shè)設(shè)AWGAWG的輸入端口數(shù)和輸出端口數(shù)均為的輸入端口數(shù)和輸出端口數(shù)均為n n，輸入耦合器為，輸入耦合器為n nm m形式，輸出耦合器為形式，輸出耦合器為m mn n形式，輸入和輸出耦合器之間由形式，輸入和輸出耦合器之間由m m個(gè)波導(dǎo)連接，每相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差均為個(gè)波導(dǎo)連接，每相鄰波導(dǎo)的長(zhǎng)度差均為L(zhǎng)L。輸入耦合器將某。輸入耦合器將某個(gè)輸入端口的輸入信號(hào)分成個(gè)輸入端口的輸入信號(hào)分成m m部分，它們之間的相位差部分，它們之間的相位差由由從輸入波導(dǎo)到陣列波導(dǎo)在輸入耦合器中傳輸?shù)木?/p>

14、離來(lái)決定。在從輸入波導(dǎo)到陣列波導(dǎo)在輸入耦合器中傳輸?shù)木嚯x來(lái)決定。在輸入波導(dǎo)輸入波導(dǎo)i i的光信號(hào)的波長(zhǎng)中，滿足的光信號(hào)的波長(zhǎng)中，滿足2k2k的整數(shù)倍的波的整數(shù)倍的波長(zhǎng)將在輸出波導(dǎo)輸出。長(zhǎng)將在輸出波導(dǎo)輸出。 通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)，可以做成通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)，可以做成1 1n n波分解復(fù)用器和波分解復(fù)用器和n n1 1波分復(fù)波分復(fù)用器。用器。29 AWG AWG特點(diǎn)：特點(diǎn)：信道間隔（信道間隔（1.6 0.8 0.4nm1.6 0.8 0.4nm）端口（端口（1 1 8 8 1 1 16 16 1 1 32 32 1 1 64)64)需要溫控（需要溫控（0.01nm/C0.01nm/C0 0) )插損不隨通道數(shù)增

15、加插損不隨通道數(shù)增加(67dB)(67dB)高斯型通帶（采用特殊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)平頂，但增大插損）高斯型通帶（采用特殊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)平頂，但增大插損）隔離度隔離度22dB22dBPDL1dBPDL1dB 應(yīng)用：應(yīng)用：復(fù)用復(fù)用/ /解復(fù)用（解復(fù)用（1616通道以上通道以上WDMWDM系統(tǒng)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的器件）系統(tǒng)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的器件）AWG的特點(diǎn)及應(yīng)用的特點(diǎn)及應(yīng)用305.5 光隔離器與環(huán)形器光隔離器與環(huán)形器 31用途用途只允許光波往一個(gè)方向傳播，阻止光波往其他方向特別是反方向傳輸?shù)?。主要用在激光器或光放大器的后面，以消除反射光的影響，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。 主要參數(shù)要求主要參數(shù)要求插入損耗?。ǖ湫椭导s為0.5 dB

16、）隔離度大（典型值約在4050dB之間）PDL?。?.2 dB）組成原理組成原理一般由起偏器、檢偏器和旋光器組成。光隔離器概述光隔離器概述32起偏器使入射光德垂直偏振分量通過(guò)，調(diào)整法拉第旋轉(zhuǎn)器（起偏器使入射光德垂直偏振分量通過(guò)，調(diào)整法拉第旋轉(zhuǎn)器（YIG）的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使偏振面旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使偏振面旋轉(zhuǎn)45，然后通過(guò)檢偏器。反射光返回時(shí)，然后通過(guò)檢偏器。反射光返回時(shí)，通過(guò)法拉第旋轉(zhuǎn)器又一次旋轉(zhuǎn)通過(guò)法拉第旋轉(zhuǎn)器又一次旋轉(zhuǎn)45，正好與入射光偏振面正交，因，正好與入射光偏振面正交，因此受到隔離。此受到隔離。光隔離器工作原理光隔離器工作原理33光環(huán)形器光環(huán)形器基本原理：與光隔離器相似基本原理：與光隔離器

17、相似光傳送順序：光傳送順序：1 12 2 3 3 4 4 主要指標(biāo)：主要指標(biāo)：插入損耗、隔離度、插入損耗、隔離度、PDLPDL、回波損耗、方、回波損耗、方向性等向性等（與光隔離器基本相同）（與光隔離器基本相同）34光環(huán)形器工作原理光環(huán)形器工作原理起偏器、檢偏器、旋光器SWP: spatial walk off polarizer35光環(huán)形器應(yīng)用光環(huán)形器應(yīng)用利用布拉格光柵和環(huán)形器各種組合利用布拉格光柵和環(huán)形器各種組合可以實(shí)現(xiàn)哪些功能？可以實(shí)現(xiàn)哪些功能？OADM: Optical Add/Drop Multiplexer36n光開(kāi)光定義光開(kāi)光定義：通過(guò)光通道的通斷和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)光層面上的路通過(guò)光通道

18、的通斷和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)光層面上的路由選擇、波長(zhǎng)選擇、光分插復(fù)用、光交叉連接和自愈保護(hù)等由選擇、波長(zhǎng)選擇、光分插復(fù)用、光交叉連接和自愈保護(hù)等功能。功能。n開(kāi)關(guān)時(shí)間：開(kāi)關(guān)時(shí)間：開(kāi)關(guān)端口從某一初始狀態(tài)轉(zhuǎn)為通或斷所需的時(shí)間。開(kāi)關(guān)端口從某一初始狀態(tài)轉(zhuǎn)為通或斷所需的時(shí)間。不同的應(yīng)用場(chǎng)合不同的應(yīng)用場(chǎng)合, ,對(duì)光開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)時(shí)間要求不同對(duì)光開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)時(shí)間要求不同。n光開(kāi)關(guān)其他重要參數(shù)：光開(kāi)關(guān)其他重要參數(shù)：消光比、插損、串話、偏振相關(guān)性消光比、插損、串話、偏振相關(guān)性(PDL)(PDL)。5.6 光開(kāi)光與光交叉連接器光開(kāi)光與光交叉連接器應(yīng)用開(kāi)關(guān)時(shí)間需求光路的交換及管理(OADM、OXC)110ms保護(hù)開(kāi)關(guān)光包交換1ns

19、外調(diào)制10ps110ms37機(jī)械式光開(kāi)關(guān)機(jī)械式光開(kāi)關(guān)工作原理：工作原理：通過(guò)移動(dòng)光纖將光直接耦合到輸出端或采用棱鏡、通過(guò)移動(dòng)光纖將光直接耦合到輸出端或采用棱鏡、反射鏡切換光路反射鏡切換光路特點(diǎn)：特點(diǎn)：偏振無(wú)關(guān)，插入損耗低、串?dāng)_小、光學(xué)性能好，體積較大、偏振無(wú)關(guān)，插入損耗低、串?dāng)_小、光學(xué)性能好，體積較大、開(kāi)關(guān)速度慢開(kāi)關(guān)速度慢38工作原理：工作原理：通過(guò)磁、靜電效應(yīng)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)微反射鏡，利用這通過(guò)磁、靜電效應(yīng)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)微反射鏡，利用這些微鏡片的二維或三維空間運(yùn)動(dòng)，將光直接反射到不同的輸出端些微鏡片的二維或三維空間運(yùn)動(dòng)，將光直接反射到不同的輸出端特點(diǎn)：特點(diǎn)：低損耗、低串?dāng)_、低偏振敏感性、高消光比、體積

20、小、低損耗、低串?dāng)_、低偏振敏感性、高消光比、體積小、集成度高、開(kāi)關(guān)速度快集成度高、開(kāi)關(guān)速度快MEMS（micro electro mechanical system）光開(kāi)關(guān)）光開(kāi)關(guān)39 (a)定向耦合器型光開(kāi)關(guān) (b) M-Z干涉儀型光開(kāi)關(guān)波導(dǎo)光開(kāi)關(guān)波導(dǎo)光開(kāi)關(guān)n工作原理：工作原理：利用電光效應(yīng)或電吸收效應(yīng)以及硅材料的等離子體色利用電光效應(yīng)或電吸收效應(yīng)以及硅材料的等離子體色散效應(yīng)，在電場(chǎng)的作用下改變材料的折射率和光的相位，再利用光散效應(yīng)，在電場(chǎng)的作用下改變材料的折射率和光的相位，再利用光的干涉或者偏振等方法使光強(qiáng)突變或光路轉(zhuǎn)變的干涉或者偏振等方法使光強(qiáng)突變或光路轉(zhuǎn)變40n工作原理：工作原理：通過(guò)

21、電流加熱的方法，使介質(zhì)的溫度變化，導(dǎo)致光通過(guò)電流加熱的方法，使介質(zhì)的溫度變化，導(dǎo)致光在介質(zhì)中傳播的折射率和相位發(fā)生改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的通斷在介質(zhì)中傳播的折射率和相位發(fā)生改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的通斷n典型材料：典型材料：SiOSiO2 2、SiSi、LiNbOLiNbO3 3和有機(jī)聚合物等和有機(jī)聚合物等n特點(diǎn)：特點(diǎn)：可以集成、開(kāi)關(guān)速度優(yōu)于機(jī)械式（可以集成、開(kāi)關(guān)速度優(yōu)于機(jī)械式（msms）熱光開(kāi)關(guān)熱光開(kāi)關(guān)41工作原理：工作原理：利用聲光效應(yīng)，即聲波在某些介質(zhì)中傳播時(shí)，該利用聲光效應(yīng)，即聲波在某些介質(zhì)中傳播時(shí)，該介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生與聲波信號(hào)相應(yīng)的、隨時(shí)間和空間周期變化的彈性形介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生與聲波信號(hào)相應(yīng)的、隨時(shí)間

22、和空間周期變化的彈性形變，從而導(dǎo)致介質(zhì)折射率的周期性變化，形成等效的位相光柵，變，從而導(dǎo)致介質(zhì)折射率的周期性變化，形成等效的位相光柵，其光柵常數(shù)等于聲波波長(zhǎng)，因而能提供一種方便地控制光的強(qiáng)度、其光柵常數(shù)等于聲波波長(zhǎng)，因而能提供一種方便地控制光的強(qiáng)度、頻率和傳播方向的手段頻率和傳播方向的手段聲光開(kāi)關(guān)聲光開(kāi)關(guān)42工作原理：工作原理：利用輸入的控制光信號(hào)與信號(hào)光進(jìn)行光交叉相位調(diào)制，來(lái)利用輸入的控制光信號(hào)與信號(hào)光進(jìn)行光交叉相位調(diào)制，來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)光的相對(duì)相位關(guān)系以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)通斷。調(diào)節(jié)輸出信號(hào)光的相對(duì)相位關(guān)系以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)通斷。通過(guò)外部輸入控制光調(diào)制半導(dǎo)體光放大器通過(guò)外部輸入控制光調(diào)制半導(dǎo)體光放大器(SOA)

23、(SOA)的折射率的折射率來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)光的相對(duì)相位關(guān)系以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)通斷。來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)光的相對(duì)相位關(guān)系以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)通斷。光調(diào)制光開(kāi)關(guān)光調(diào)制光開(kāi)關(guān)43功能定義功能定義：用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的裝置，通過(guò)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行交叉用于光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的裝置，通過(guò)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行交叉連接，能靈活有效地管理光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)連接，能靈活有效地管理光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，是實(shí)現(xiàn)可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)/ /恢恢復(fù)以及自動(dòng)配線和監(jiān)控的重要技術(shù)復(fù)以及自動(dòng)配線和監(jiān)控的重要技術(shù)結(jié)構(gòu)核心：結(jié)構(gòu)核心：光交叉連接矩陣（一般是通過(guò)光開(kāi)關(guān)矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)）光交叉連接矩陣（一般是通過(guò)光開(kāi)關(guān)矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)）技術(shù)要求：技術(shù)要求：無(wú)阻塞、低串?dāng)_、低延遲、無(wú)偏振依賴(lài)性、

24、寬帶和高無(wú)阻塞、低串?dāng)_、低延遲、無(wú)偏振依賴(lài)性、寬帶和高的可靠性，并具有單向、雙向和廣播形式的功能的可靠性，并具有單向、雙向和廣播形式的功能光交叉連接器光交叉連接器管理、控制操作系統(tǒng)輸入端輸出端11MNMN光交換矩陣OXC功能結(jié)構(gòu)示意圖功能結(jié)構(gòu)示意圖44波分復(fù)用波分復(fù)用/ /解復(fù)用器解復(fù)用器光交叉連接矩陣光交叉連接矩陣波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊OXC基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)455.7 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器n光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（Wavelength ConverterWavelength Converter）是是一種實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)從某一波長(zhǎng)的光載波轉(zhuǎn)換至另一種實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)從某一波長(zhǎng)的光載波轉(zhuǎn)換至另

25、一波長(zhǎng)光載波的器件，是波分復(fù)用光通信系統(tǒng)向一波長(zhǎng)光載波的器件，是波分復(fù)用光通信系統(tǒng)向光網(wǎng)絡(luò)演變的一個(gè)關(guān)鍵性器件。它可以在光通信光網(wǎng)絡(luò)演變的一個(gè)關(guān)鍵性器件。它可以在光通信網(wǎng)絡(luò)中廣泛地用于光交換、波長(zhǎng)路由以及光信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中廣泛地用于光交換、波長(zhǎng)路由以及光信號(hào)的全光再生等。的全光再生等。n光電光式光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光電光式光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器n全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器46驅(qū)動(dòng)輸入s光探測(cè)器緩存器可調(diào)激光器地址譯碼器c 功能定義功能定義：首先利用光探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再將此信號(hào)存儲(chǔ)于電首先利用光探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再將此信號(hào)存儲(chǔ)于電存儲(chǔ)器中，然后用此電信號(hào)驅(qū)動(dòng)可調(diào)諧激光器，變成另一波長(zhǎng)的光存儲(chǔ)器中

26、，然后用此電信號(hào)驅(qū)動(dòng)可調(diào)諧激光器，變成另一波長(zhǎng)的光信號(hào)。信號(hào)。 特點(diǎn)特點(diǎn) 信噪比高、偏振無(wú)關(guān)、轉(zhuǎn)換速率可達(dá)信噪比高、偏振無(wú)關(guān)、轉(zhuǎn)換速率可達(dá)10Gbit/s10Gbit/s、可實(shí)現(xiàn)消光比、可實(shí)現(xiàn)消光比增強(qiáng)及信號(hào)再生、技術(shù)成熟增強(qiáng)及信號(hào)再生、技術(shù)成熟 透明性受影響、透明性受影響、光電轉(zhuǎn)換線路復(fù)雜，終究要受電子瓶頸的限制光電轉(zhuǎn)換線路復(fù)雜，終究要受電子瓶頸的限制光光-電電-光式光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光式光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器47全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（WC） Wavelength ConerterWavelength Conerter 全光全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器是是將信號(hào)從一個(gè)波長(zhǎng)變?yōu)榱韺⑿盘?hào)從一個(gè)波長(zhǎng)變?yōu)榱硪粋€(gè)波長(zhǎng)而不需要變換到電域，因此具有高一個(gè)波長(zhǎng)而不需要變換到電域，因此具有高速、寬帶、透明速、寬帶、透明( (與信號(hào)格式無(wú)關(guān)與信號(hào)格式無(wú)關(guān)) )的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。n利用利用SOASOA中的交叉增益調(diào)制中的交叉增益調(diào)制(SOA-XGM)(SOA-XGM)n利用利用SOASOA中的交叉相位調(diào)制中的交叉相位調(diào)制(SOA-XPM)(SOA-XPM)n利用利用SOASOA中的四波混頻效應(yīng)中的四波混頻效應(yīng)(SOA-FWM)(SOA-FWM)48基于基于