光無源器件4版

1、1 圖4.8 反饋穩(wěn)定LD驅(qū)動電路V2V1電流源IoUin UV3A1CIbRf信號參考UR輸出監(jiān)測PD檢測器LDUB1UA1Uin直 流 參直 流 參考電考電 壓壓PLDUPD(UPD+ + UR)UA1IbPLD inU2 3.19 ATC電路原理 TEC:致冷器 RT: 熱敏電阻AR4TECtRTLDPIN24681357 UR1R2R3BA UVU0T(LD、熱沉) T(環(huán)境)RTI(致冷器)T(LD)3圖 4.9 APC電路原理 V2V1信號參考UinA1A2A3PD直流參考 U UV3IbLDUA1UA2UA3A3和V3組成直流恒流源調(diào)節(jié)LD的偏流，使輸出光功率穩(wěn)定。43.3 光光

2、 無無 源源 器器 件件1. 為了實現(xiàn)光信號到接收機的傳送，在整個光纖的傳輸線路上大致需要解決兩大問題： 光纖的傳輸特性 光纖傳輸線路技術(shù)2. 無源器件的作用： 連接、光路導(dǎo)向、分配或融合光能量、合波和分波等。53. 系統(tǒng)對無源器件的要求： 插入損耗小、反射損耗大、工作溫度范圍寬、性能穩(wěn)定、壽命長、體積小、便于集成、價格便宜。4. 本節(jié)主要介紹無源光器件的功能、類型、原理和主要性能。61 1、功能、功能: : 實現(xiàn)光信號的連接傳輸。用于線路與發(fā)射機輸出端線路與接收機輸入端線路中其他無源器件間的連接。根據(jù)連接方式的不同: 活動連接-連接器 固定連接-接頭3.3.1 3.3.1 連接器和接頭連接器

3、和接頭7 表表3.1 光纖活動連接器光纖活動連接器 2、連接器的分類、連接器的分類(1) 內(nèi) 裝 調(diào) 心 機 構(gòu)(2) 把 固 定 在 管 C上 的 光 纖 纖 芯 與 B組 合 旋 轉(zhuǎn) ,使 它 與 A外 周 的 中 心 O重 合纖 芯偏 心 管 C偏 心 管 A偏 心 管 B種 類圖 示說 明調(diào)心型纖 芯內(nèi) 插 頭外 插 頭套 筒插 針光 纖光 纖(1) 柱 形 套 筒 結(jié) 構(gòu)(2) 加 工 精 度 要 求 高(3) 不 易 對 準(1) 外 裝 調(diào) 心 機 構(gòu)(2) 將 光 纖 纖 芯 與 外 插 頭 的 中 心 重 合 之 后 固 定 內(nèi) 插 頭單芯型8單芯型無調(diào)心型透鏡光纖光纖套筒插

4、針錐形插針雙錐套筒光纖光纖自聚焦棒光纖插針套筒光纖(1) 錐形套筒結(jié)構(gòu)(2) 加工精度要求高(3)不易對準(1) 自聚焦棒形套筒結(jié)構(gòu)(2) 加工精度要求不高(3) 易對準(1) 透鏡形套筒結(jié)構(gòu)(2) 加工精度要求不高(3) 易對準9多芯型(1) V形 槽 結(jié) 構(gòu)(2) 加 工 精 度 要 求 高(3) 不 易 對 準壓 蓋光 纖插 針V形 槽光 纖(1) V形 槽 結(jié) 構(gòu)(2) 加 工 精 度 要 求 高(3) 不 易 對 準V形 槽一種常用的多纖連接器是用壓模塑料形成的高精度套管和矩形外殼，配合陶瓷插針構(gòu)成的，這種方法可以做成2纖或4纖連接器。另一種多纖連接器是把光纖固定在用硅晶片制成的精密

5、V形槽內(nèi)，然后多片疊加并配合適當外殼。這種多纖連接器配合高密度帶狀光纜， 適用于接入網(wǎng)或局域網(wǎng)的連接。10SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack常用連接器類型常用連接器類型 111常用連接器類型常用連接器類型 2FC TypeSC TypeSC2 TypeFDD Type12常用連接器類型常用連接器類型 3BICONIC TypeD4 TypeSMA 905 TypeSMA 906 TypeMINI BNC Type13圖圖 3.27 套管結(jié)構(gòu)連接器簡圖套管結(jié)構(gòu)連接器簡圖 光纖套管插針粘結(jié)劑 要求光纖與微孔、插針與套管精密配合。對低插入損耗的連接器，要求兩根光纖之間的橫

6、向偏移在1m以內(nèi)，軸線傾角小于0.5。套管和插針的材料一般可以用銅或不銹鋼，但插針材料用陶瓷最理想。陶瓷機械性能好、耐磨，熱膨脹系數(shù)和光纖相近，使連接器的壽命)和工作溫度范圍大大改善。14 3、 光纖連接器一般性能光纖連接器一般性能 15表3.2 單模光纖活動連接器性能指標 插針端面: FC:平面式，螺紋連接，PC:球面式， APC ：8度斜面式，UPC：超級球面式，SC:插針與套管與FC相同，連接采用直拔（常用），ST：采用帶鍵的卡口式鎖緊機構(gòu)。16 表3.3 多模光纖活動連接器性能指標 174、光纖連接時光的損耗、光纖連接時光的損耗主要來自制造技術(shù)和光纖本身的不完善。光纖的橫向錯位、角度傾

7、斜、端面間隙、端面形狀、端面光潔度以及纖芯直徑、數(shù)值孔徑、折射率分布的差異和光纖的橢圓度、偏心度等都會影響連接質(zhì)量。其中,軸心錯位和間隙造成損耗影響最大,如圖3.10所示。18圖3.10 影響光纖連接質(zhì)量的幾種因素(a)纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯(b)(c)(d)(e)a 橫向錯位 b 端面間隙 c 角度傾斜 d 端面形狀 e 纖心直徑差異 19OFC - -光纖長度 / m光纖外徑：09表示0.9 mm, 20表示2.0 mm, 30表示3.0 mm接頭型號：FC/FC、FC/PC、FC/UPC、FC/APC、ST/PC、 ST/UPC、SC/PC、SC/UPC、SC/APC光

8、纖的模式類型：多?；騿文?、光纖連接器的表示：、光纖連接器的表示：例如OFCSFC/PC3010表示單模光纖活動連接器、FC/PC型接頭、光纖外直徑3mm、長度10m。OFCMFC/PC0905表示多模光纖活動連接器、FC/PC型接頭、光纖外直徑0.9mm、長度5m。20n活動連接可以采用活動連接器,下圖為FC/PC型活動連接器 21連接頭端面類型Ferrule + Flange Insertion Loss(插入損耗) 40dB SPC45dB UPC50dB APC60dB226、光纖的熔接、光纖的熔接-接頭接頭光纖的固定連接是指一對光纖之間形成永久性的連接，這種連接用于不需要拆卸或重復(fù)使

9、用的場合。光纖的固定連接方法有熔接法、V型槽法、毛細管法等。熔接法在實際中應(yīng)用最為普遍，是光纖通信干線中光纖連接的主要方法，它是利用電弧放電、氫焰或激光等方法加熱從而將光纖熔融結(jié)合在一起。電弧放電是熔接法中應(yīng)用最廣的方法。利用電弧放電進行光纖熔接的設(shè)備稱為光纖熔接機。熱熔接的接頭平均損耗達0.05 dB/個。2324n光纖適配器 25圖3.12 光纖熔接機結(jié)構(gòu)框圖 光纖夾持器控制中心電弧電源顯微鏡頭電極監(jiān)測信號光纖熔接機由光纖的準直與夾持機構(gòu)、光纖對準機構(gòu)、電弧放電機構(gòu)以及控制機構(gòu)等四部分構(gòu)成.電極由鉬絲制成，電極尖端為3040尖角，電極之間間隙為12mm，電弧放電多采用20kHz的高頻電源，

10、放電電壓為20004000V，放電電流為1520mA。263.3.2 光耦合器光耦合器1、功能功能:是把一個輸入的光信號分配給多個輸出， 或把多個輸入的光信號組合成一個輸出。這種器件對光纖線路的影響主要是：附加插入損耗，還有一定的反射和串擾噪聲。耦合器大多與波長無關(guān)，與波長相關(guān)的耦合器專稱為波分復(fù)用器/解復(fù)用器。 27T形耦合器：形耦合器： 22的3端耦合器。功能：功能：是把一根光纖輸入的光信號按一定比例分配給兩根光纖，或把兩根光纖輸入的光信號組合在一起，輸入一根光纖。 主要用作：主要用作：不同分路比的功率分配器或功率組合器。 2. 耦合器類型耦合器類型T形(a)星 形(b)定向(c)2314

11、12N12N(d)波分28n星形耦合器：星形耦合器：nm耦合器，功能：功能：把n根光纖輸入的光功率組合在一起，均勻地分配給m根光纖， m和n不一定相等。主要用作：主要用作： 多端功率分配器。 T形(a)星 形(b)定 向(c)231412N12N(d)波 分29定向耦合器：定向耦合器：一種22的3端或4端耦合器，功能：功能：是分別取出光纖中向不同方向傳輸?shù)墓庑盘枴９庑盘枏亩?傳輸?shù)蕉?， 一部分由端3輸出，端4無輸出；光信號從端2傳輸?shù)蕉?，一部分由端4輸出，端3無輸出。主要用作：主要用作：定向耦合器可用作分路器，不能用作合路器。 T形(a)星 形(b)定 向(c)231412N12N(d)波

12、 分30波分復(fù)用器波分復(fù)用器/解復(fù)用器：解復(fù)用器：(也稱合波器/分波器) 是一種與波長有關(guān)的耦合器。功能：功能：是把多個不同波長的發(fā)射機輸出的光信號組合在一起，輸入到一根光纖；解復(fù)用器是把一根光纖輸出的多個不同波長的光信號， 分配給不同的接收機。主要用作：主要用作：波分復(fù)用器/解復(fù)用器將在7.2節(jié)詳細介紹。 T形(a)星 形(b)定 向(c)231412N12N(d)波 分31T形(a)星 形(b)定向(c)231412N12N(d)波分圖 3.28 常用耦合器的類型 323. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 耦合器的結(jié)構(gòu)有許多種類型，其中比較實用和有發(fā)展前途的有光纖型光纖型、微器件型微器件型和波導(dǎo)型波導(dǎo)型

13、。 33 圖 3.29 光纖型耦合器 (a)定向耦合器； (b) 88星形耦合器； (c) 由12個22耦合器組成的88星形耦合器 輸入光光強度光纖a光纖b 輸出光2341(a)(b)123456789101112(c) 光纖型光纖型:把兩根或多根光纖排列，用熔拉雙錐技術(shù)制作各種器件。34 微器件型：微器件型：用自聚焦透鏡和分光片(光部分透射，部分反射)、濾光片(一個波長的光透射，另一個波長的光反射)或光柵(不同波長的光有不同反射方向)等微光學(xué)器件可以構(gòu)成T型耦合器、定向耦合器和波分解復(fù)用器，如圖3.31所示。 光纖耦合器光纖耦合器35 圖 3.31 微器件型耦合器(a)T形耦合器； (b)

14、定向耦合器； (c) 濾光式解復(fù)用器； (d) 光柵式解復(fù)用器光 纖自 聚 焦 透 鏡自 聚 焦 透 鏡光 纖濾 光 片1、 2121231 2 3光 纖自 聚 焦 透 鏡硅 光 柵光 纖自 聚 焦 透 鏡分 光 片1342(b)(a)(c)(d)36 波導(dǎo)型波導(dǎo)型在一片平板襯底上制作所需形狀的光波導(dǎo)，襯底作支撐體，又作波導(dǎo)包層。波導(dǎo)的材料根據(jù)器件的功能來選擇，一般是SiO2，橫截面為矩形或半圓形。 光 波 導(dǎo)開 角(a)(b)(c)多 模 波 導(dǎo)多 層 膜 濾 光 片單 模 波 導(dǎo)1.55 m1.55 m1.3 m1.3 m圖3.32 波導(dǎo)型藕合器 (a)T型耦合器、(b)定向耦合器 (c)

15、 波分解復(fù)用器 37 4. 主要特性主要特性 主要參數(shù)定義如下：38NnonocOtOCppPPCR1 耦合比耦合比CR: 是一個指定輸出端的光功率和全部輸出端的光功率總和的比值。功率分路損耗Ls： )1lg(10CRLs39 附加損耗附加損耗Le： 由散射、吸收和器件缺陷產(chǎn)生的損耗，是全部輸入端的光功率總和Pit和全部輸出端的光功率總和Pot的比值，用分貝表示NnonNninotitePPpPL11lg10lg10 插入損耗插入損耗Lt 是一個指定輸入端的光功率Pic和一個指定輸出端的光功率Poc的比值，用分貝表示ocictppLlg1040 方向性方向性DIR(隔離度隔離度)：是一個輸入端

16、的光功率Pic和由耦合器反射到其它端的光功率Pr的比值，用分貝表示ricppDIRlg10 一致性一致性U：是不同輸入端得到的耦合比的均勻性，或者不同輸出端耦合比的等同性。 41表3.6 列出波長為1.31 m或(和)1.55 m單模光纖型耦合器的一般性能42表3.7列出波長為1.31 m或(和)1.55 m單模波分復(fù)用器/解復(fù)用器的一般性能。43 5、光纖耦合器的表示：、光纖耦合器的表示：對于光纖耦合器必須說明其輸入/輸出端口數(shù)目、工作波長、連接器類型等。例如SSCB04131FC/PC表示B級、44端口、工作波長為 1310nm、FC/PC連接器輸入輸出的單模光纖星形耦合器。品 種 ： 0

17、2表 示 22, 04表 示 44, 08表 示 88, 16表 示 1616SSC - - -分 光 比 ： 用 戶 特 殊 要 求 說 明 (可 缺 省 )輸 入 /輸 出 形 式 ： B表 示 0.9 mmSMF -28標 準 尾 纖 1米 長 , C表 示 3 mm纜 1米 長 FC/PC、 FC/UPC、 FC/APC、 SC/PC、 ST/PC等 級 ： A， B工 作 波 長 ： 131表 示 1310 nm, 155表 示 1550 nm443.3.3 光隔離器和光環(huán)形器光隔離器和光環(huán)形器非互易器件非互易器件1 1、光隔離器、光隔離器 是一種只允許光沿一個方向通過而在相反方向阻

18、擋光通過的光無源器件。n 主要用在光源和光放大器后。n主要參數(shù)：插入損耗和隔離度 對正向入射的光插入損耗值越小越好，對反向入射的光插入損耗值越大越好。n光隔離器主要利用了磁光晶體的法拉第效應(yīng)。45是法拉第在1845年首先觀察到不具有旋光性的材料在磁場作用下使通過該物質(zhì)的光的偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，也稱磁致旋光效應(yīng)。沿磁場方向傳輸?shù)钠窆?，其偏振方向旋轉(zhuǎn)角度和磁場強度B與材料長度L的乘積成比例，有 =VBL (3.1) 式 中 ，V為 材 料 的 特 性 常 數(shù) ， 稱 維 爾 德（Verdet）常數(shù)。偏振方向的旋轉(zhuǎn)只與磁場強度的方向有關(guān)，而與光傳播的方向無關(guān)。-法拉第旋轉(zhuǎn)器2 2、 法拉第效應(yīng)：法拉

19、第效應(yīng)：46 3 3、光偏振（極化）概念、光偏振（極化）概念 單模光纖中傳輸?shù)墓獾钠駪B(tài)（sop）是在垂直于光傳輸方向的平面矢量的偏振方向。在任何時刻，可分解為水平模和垂直模。47圖 3.34 隔離器的工作原理 法拉弟旋轉(zhuǎn)器偏振器反射光阻塞入射光偏振器SOP4、隔離器的工作原理48圖 3.35 一種與輸入光的偏振態(tài)無關(guān)的隔離器 光纖輸出SW P半 波 片法 拉 弟 旋 轉(zhuǎn) 器SW PSO P光 纖 輸 入(a)光纖輸出SW P半 波 片法 拉 弟 旋 轉(zhuǎn) 器SW P光 纖 輸 入(b)Swp: 空間分離偏振器半波片: 左-右 順時針 45度 右-左 逆時針 45度495.光環(huán)行器：（原理同隔離

20、器）光環(huán)行器：（原理同隔離器）132(a)(b)1324 圖 3.36 光環(huán)行器 (a) 三端口； (b) 四端口 50 圖 1.5兩種調(diào)制方案 (a) 直接調(diào)制； (b) 間接調(diào)制(外調(diào)制) 激光源驅(qū)動器光纖光信號輸出電信號輸入(a)激光源調(diào)制器驅(qū)動和控制電信號輸入光纖光信號輸出(b) 3.3.4光調(diào)制器光調(diào)制器1、兩種調(diào)制方案、兩種調(diào)制方案51調(diào)制器可以用電光效應(yīng)、 磁光效應(yīng)或聲光效應(yīng)來實現(xiàn)。最常用的調(diào)制器是利用具有強電光效應(yīng)的鈮酸鋰(LiNbO3)晶體制成的。 這種晶體的折射率n和外加電場E的關(guān)系為 n=n0+E+E2 式中，n0為E=0時晶體的折射率。和是張量，稱為電光系數(shù)，其值和偏振

21、面與晶體軸線的取向有關(guān)。 2 2、調(diào)制器的工作原理、調(diào)制器的工作原理52 根據(jù)不同取向，當=0時，n隨E按比例變化，稱為線性電光效應(yīng)或普克爾(Pockel)效應(yīng)。當=0時，n隨E2按比例變化， 稱為二次電光效應(yīng)或克爾(Kerr)效應(yīng)。調(diào)制器是利用線性電光效應(yīng)實現(xiàn)的，因為折射率n隨外加電場E(電壓U)而變化， 改變了入射光的相位和輸出光功率。 53圖 3.37 馬赫 - 曾德爾干涉儀型調(diào)制器信號電壓電極輸出光電光晶體光波導(dǎo)輸入光在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。54式中Us和Ub分別為信號電壓和偏置電壓，U為光功率變化半個周期(相位為0)所需

22、的外加電壓， 并稱為半波電壓。由式(3.35)可以看到，當Us+Ub=0時，P=2為最大；當Us+Ub=U時，P=0。 圖3.38給出這種調(diào)制器的工作原理。 UUUPbScos1設(shè)輸入調(diào)制信號按余弦cos變化，則輸出信號的光功率(3.35)55圖 3.38 馬赫 - 曾德爾干涉儀型調(diào)制器特性 2102輸 出 波 形輸 入 波 形相 位 差輸 出光 功率 P56 1、光開關(guān)的功能：、光開關(guān)的功能： 轉(zhuǎn)換光路，實現(xiàn)光交換。 2、光開關(guān)可分為兩大類：光開關(guān)可分為兩大類：機械光開關(guān): 利用電磁鐵或步進電機驅(qū)動光纖、棱鏡或反射鏡等光學(xué)元件實現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換；優(yōu)點是插入損耗小，串擾，適合各種光纖，技術(shù)成熟；缺點

23、是開關(guān)速度慢。固體光開關(guān):利用磁光效應(yīng)、電光效應(yīng)或聲光效應(yīng)實現(xiàn)光路轉(zhuǎn)換。優(yōu)點是開關(guān)速度快；缺點是插入損耗大，串擾大，只適合單模光纖。 3.3.5 光開關(guān)光開關(guān)57圖3.13 機械式光開關(guān) ABC機 械 驅(qū) 動 1）機械式光開關(guān)）機械式光開關(guān)通過機械運動實現(xiàn)不同光纖端口之間的相對連接。 58S17S78S53X1X8Y1Y8反射鏡圖3.14 微機械式光開關(guān) 2）. 微機械式光開關(guān)（微機械式光開關(guān)（MEMS） 在微機械式光開關(guān)中，微部件的控制主要采用電磁方式來實現(xiàn)。59液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，它具有光學(xué)各向異性晶體所特有的雙折射性，既有液體的流動性和連續(xù)性，又有分子排列的方向性。液晶分

24、子有較強的電偶極矩，在外電場作用下易于極化；其分子間的作用力比固體弱，容易呈現(xiàn)各種狀態(tài)，而且多數(shù)在介電常數(shù)、折射率、磁化等方面顯示出較大的各向異性。 液晶材料用于光開關(guān)，正是利用了它的光學(xué)特性隨電場改變的這一特性，稱為液晶的電光效應(yīng)。 3）. 液晶光開關(guān)液晶光開關(guān)60圖3.15 液晶光開關(guān)工作原理(a)導(dǎo)通狀態(tài)；(b)關(guān)閉狀態(tài)PLAPAE(a)(b)利用了液晶的光學(xué)特性隨電場改變的這一特性液晶的電光效應(yīng)。 61這種光開關(guān)由許多交叉的硅波導(dǎo)和經(jīng)過交叉點的溝道組成，溝道中填充特定的折射率匹配液。缺省條件下，入射光可沿著波導(dǎo)無交換地傳輸。當需要交換時，一個熱敏硅片會在液體中波導(dǎo)交叉點處產(chǎn)生一個氣泡，

25、氣泡將入射波導(dǎo)中的光信號全部反射至輸出波導(dǎo)，以實現(xiàn)光路的選擇、轉(zhuǎn)換。4）氣泡式光開關(guān)）氣泡式光開關(guān)62 圖3.16 氣泡開關(guān)(a)無光路交換；(b)光路交換 溝道波導(dǎo)襯底氣泡(a) (b)熱敏硅片 當需要交換時，一個熱敏硅片會在液體中波導(dǎo)交叉點處產(chǎn)生一個氣泡，氣泡將入射波導(dǎo)中的光信號全部反射至輸出波導(dǎo)，以實現(xiàn)光路的選擇、轉(zhuǎn)換。63 3、光開關(guān)的主要性能參數(shù)包括：、光開關(guān)的主要性能參數(shù)包括： (1) 交換矩陣的大?。航粨Q矩陣的大?。汗忾_關(guān)交換矩陣的大小反映了光開關(guān)的交換能力。 光開關(guān)處于網(wǎng)絡(luò)不同位置，對其交換矩陣大小要求也不同。隨著通信業(yè)務(wù)需求的急劇增長，光開關(guān)的交換能力也需要大大提高，如在骨干

26、網(wǎng)上要有超過10001000的交換容量。對于大交換容量的光開關(guān)，可以通過較多的小光開關(guān)疊加而成。64 (2)(2)交換速度交換速度。交換速度是衡量光開關(guān)性能的重要指標。 交換速度有兩個重要的量級，當從一個端口到另一個端口的交換時間達到幾個毫秒時，對因故障而重新選擇路由的時間已經(jīng)夠了。如對SDH/SONET來說，因故障而重新選路時，50ms的交換時間幾乎可以使上層感覺不到。當交換時間達到納秒量級時，可以支持光互聯(lián)網(wǎng)的分組交換，這對于實現(xiàn)光互聯(lián)網(wǎng)是十分重要的。65(3) (3) 損耗損耗。當光信號通過光開關(guān)時，將伴隨著能量損耗，包括插入損耗、回波損耗等。 光開關(guān)損耗產(chǎn)生的原因主要有兩個：光纖和光開

27、關(guān)端口耦合時的損耗和光開關(guān)自身材料對光信號產(chǎn)生的損耗。一般來說，自由空間交換的光開關(guān)的損耗低于波導(dǎo)交換的光開關(guān)。如液晶光開關(guān)和MEMS光開關(guān)的損耗較低，大約12dB。而鈮酸鋰和固體光開關(guān)的損耗較大，大約4dB左右。損耗特性影響到了光開關(guān)的級聯(lián)，限制了光開關(guān)的擴容能力。66 (4) (4) 消光比消光比。消光比是描述光開關(guān)導(dǎo)通與非導(dǎo)通狀態(tài)通光能力差別的主要指標，即兩個端口處于導(dǎo)通和非導(dǎo)通狀態(tài)時的插入損耗之差。 (5)(5) 升級能力。升級能力?；诓煌砗图夹g(shù)的光開關(guān)，其升級能力也不同。一些技術(shù)允許運營商根據(jù)需要隨時增加光開關(guān)的容量。很多開關(guān)結(jié)構(gòu)可容易地升級為88或3232，但卻不能升級到成百

28、或上千的端口，因此只能用于構(gòu)建城域網(wǎng)，而不適用于骨干網(wǎng)上。 67(7)(7) 可靠性?？煽啃?。光開關(guān)要求具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。在某些極端情況下，光開關(guān)可能需要完成幾千幾萬次的頻繁動作。有些情況（如保護倒換），光開關(guān)倒換的次數(shù)可能很少，此時，維持光開關(guān)的狀態(tài)是更主要的因素。如噴墨氣泡光開關(guān)，如何保持其氣泡的狀態(tài)是需要考慮的問題。68693.3.6 光衰減器光衰減器1、光衰減器的功能：、光衰減器的功能：是用來穩(wěn)定地、準確地減小信號光功率的無源器件。它是光功率調(diào)節(jié)所不可缺少的器件。2、光衰減器的類型：、光衰減器的類型：實用光衰減器衰減光功率的工作機理主要有三種，如表3.4所示： 70 L1、 L

29、2為 微 透 鏡 ， 其 軸 線 分 離 d 通 過 改 變 d的 大 小 來 控 制 衰 減 大 小 RL為/4自 聚 焦 透 鏡 ， 它 可 以 把 處 于 輸 入 端面 的 點 光 源 發(fā) 出 的 光 線 在 輸 出 端 面 變 換 成 平 行光 ， 反 之 可 把 平 行 光 線 變 換 成 點 光 源 。 M為 鍍了 部 分 透 射 膜 的 平 面 鏡 A為 吸 收 片 ， 其 不 同 位 置 上 的 衰 減 量 不 等 。旋 轉(zhuǎn) A可 以 連 續(xù) 衰 減 入 射 光L1dRLRLMMLAL種 類圖示說明耦 合型 光衰 減器反 射型 光衰 減器吸 收型 光衰 減器L2d71 （1）耦

30、合型光衰減器: 它是通過輸入、輸出光束對準偏差的控制來改變光耦合量的大小，從而達到改變衰減量的目的。 （2）反射型光衰減器: 它是在玻璃基片上鍍反射膜作為衰減片。光透過衰減片時主要是反射和透射。由膜層厚度的不同來改變反射量的大小，從而達到改變衰減量的目的。為了避免反射光的再入射影響衰減器性能的穩(wěn)定，光線不能垂直入射到衰減片上，需將兩塊衰減片按一定傾斜角對稱地排列為八字形。 （3）吸收型光衰減器: 它是采用光學(xué)吸收材料制成的衰減片，對光的作用主要是吸收和透射，其反射量很小。因而光線可垂直入射到衰減片上，從而可簡化結(jié)構(gòu)和工藝，使器件體積和重量變得較小。72 n 光衰減器按其衰減量可分為三種類型： 固定式衰減器：即衰減量一定； 步進可變式衰減器：如5步進式的，每步為 10dB，即10dB5； 連續(xù)可變式衰減器：如060dB。3、光衰減器的主要技術(shù)指標是：插入損耗、衰減量變化范圍、精度以及溫度的影響。73圖 3.27 套管結(jié)構(gòu)連接器簡圖 光纖套管插針粘結(jié)劑小結(jié)：小結(jié)：74圖3.10 影響光纖連接質(zhì)量的幾種因素(a)纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯纖芯(b)(c)(d)(e)a 橫向錯位 b 端面間隙 c 角度傾斜 d 端面形狀 e 纖心直徑差異 75圖3.12 光纖熔接機結(jié)構(gòu)框圖 光纖夾持器控制中心電弧電源顯微鏡