第五章光路無源器件

第五章光路無源器件第一頁，共82頁。5.1光纖連接器光纖連接器是兩根光纖之間完成活動連接的器件，主要用于各類有源及無源光器件之間、光器件與光纖線路之間、各類測試儀器與光纖通信系統(tǒng)或光纖線路間的活動連接。

活動連接主要是指可以進(jìn)行多次重復(fù)連接，且重復(fù)性能好。與之相對的是，光纖線路中的光纖與光纖之間的連接（光纖接續(xù)）是一個永久性（固定）連接，一般不具備重復(fù)性。2第二頁，共82頁。5.1.1光纖連接損耗及影響因素光纖連接時引起的損耗與多種因素有關(guān)，諸如光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如纖芯直徑、數(shù)值孔徑等）、光纖的相對位置（如橫向位移、縱向間隙等）以及端面狀態(tài)（如形狀、平行度等），如圖5-1所示。3第三頁，共82頁。圖5-1產(chǎn)生光纖連接損耗因素4第四頁，共82頁。5.1.2光纖連接器類型按結(jié)構(gòu)：分為調(diào)心型和非調(diào)心型

按連接方式：分為對接耦合式和透鏡耦合式按光纖相互接觸關(guān)系：平面接觸式和球面接觸式使用最多的是非調(diào)心型對接耦合式光纖活動連接器。5第五頁，共82頁。插針－套筒式光纖連接器連接器主要由帶有微孔（Φ125μm）的插針體a、插針體b與用于對中的套筒等幾部分構(gòu)成。需要連接的光纖去除涂覆層后插入插針中心微孔，并用環(huán)氧樹脂類粘結(jié)劑固定。將插針體a、b同時插入套筒中，就可完成光纖的對接耦合。插針和套筒之間通過精密公差配合，可以保證兩根光纖的軸對準(zhǔn)，再采用彈簧等機(jī)械裝置保證插針－套筒之間的位置固定，即可實(shí)現(xiàn)光纖的活動連接。套筒和插針材料通常采用堅(jiān)硬耐久的金屬材料如不銹鋼等，但現(xiàn)在多使用性能更加穩(wěn)定的氧化鋯。6第六頁，共82頁。光纖連接器的分類FC型光纖活動連接器：FC是金屬套筒，卡口螺旋式；

SC型光纖活動連接器SC是插拔式，外殼為矩形；

ST型光纖活動連接器ST是彈簧帶鎖卡口結(jié)構(gòu)

雙錐型光纖活動連接器DIN光纖活動連接器MT-RJ型光纖活動連接器LC型光纖活動連接器MU型光纖活動連接器7第七頁，共82頁。FC型光纖活動連接器示意8第八頁，共82頁。SC型光纖活動連接器9第九頁，共82頁。陣列式連接器光纖帶光纖帶插座插頭導(dǎo)針光纖光纖10第十頁，共82頁。常用連接器實(shí)物FCTypeSCTypeSC2TypeFDDType11第十一頁，共82頁。第十二頁，共82頁。第十三頁，共82頁。第十四頁，共82頁。第十五頁，共82頁。插針形式為了進(jìn)一步減小插入損耗和反射損耗，活動連接器的插針也有不同的形式。常用的插針體有PC（物理接觸）、SPC（球面物理接觸）、APC（角度物理接觸）等。PC插針體端面之間直接接觸，使得光纖端面間微小空氣間隙引起的損耗大為減少。SPC型將插針端面研磨成球面，利用自聚焦特性獲得較小的插入損耗。APC型將插針制成8°傾角，這樣可以大大提高回波損耗。16第十六頁，共82頁。表5-1PC型活動連接器主要性能指標(biāo)類型指標(biāo)單模光纖活動連接器插入損耗（dB）≤0.2重復(fù)性（dB）≤±0.1互換性（dB）≤±0.01最大插入損耗（dB）≤0.5反射損耗（dB）≥40壽命（插拔次數(shù)）2000使用溫度范圍－20～＋70℃17第十七頁，共82頁。5.1.3光纖連接器性能參數(shù)光學(xué)性能插入損耗回波損耗

互換性或重復(fù)性抗拉強(qiáng)度溫度插拔次數(shù)18第十八頁，共82頁。光纖活動連接器的參數(shù)測試1）插入損耗插入損耗是通過光纖活動連接器從輸入端到輸出端光能量透過率的參數(shù)衡量。光纖活動連接器的主要參數(shù)就是插入損耗和回波損耗。檢驗(yàn)光纖活動連接器性能的標(biāo)準(zhǔn)就是插入損耗小和回波損耗大。通過實(shí)驗(yàn)儀器，接入穩(wěn)定光源，分別在光纖活動連接器輸入端P1和輸出端P2接入光功率計(jì)，反復(fù)讀取P1和P2和P3的值，測量并計(jì)算出光纖活動連接器的插入損耗。測量方法如圖3所示。19第十九頁，共82頁。光纖活動連接器的插入損耗的測量公式如式1所示：式中P1為入射光功率，P2為出射光功率。20第二十頁，共82頁。(2)回波損耗回波損耗是在傳輸速度的提高和帶寬的增加條件下提出的新指標(biāo)。是指在使用光纖活動連接器時,由于兩個端口的各種參數(shù)不同及接口存在的間隙導(dǎo)致連接端口的反射,是入射光功率與沿輸入路徑返回被測入口端的光功率比的分貝數(shù)，測量公式如式2所示：式中P1為入射光功率，P3為后向反射光功率。21第二十一頁，共82頁。5.2光纖耦合器

光纖耦合器的功能是實(shí)現(xiàn)光信號的分路/合路，就是把一個輸入的光信號分配給多個輸出或者把多個輸入的光信號組合成一個輸出。一般是對同一波長的光功率進(jìn)行分路或合路。

光纖耦合器的使用將會對光纖線路帶來一定的附加插入損耗以及一定的串?dāng)_和反射。22第二十二頁，共82頁。光纖耦合器的分類分路器

(3端口)N星型耦合器（多端口）合波器分波器合路器

(3端口)耦合器

(4端口)23第二十三頁，共82頁。工作原理

2×2耦合器是最簡單的器件，我們以它為例來說明耦合器的工作原理。圖為熔錐型光纖耦合器結(jié)構(gòu)示意圖。

光纖耦合器結(jié)構(gòu)和原理第二十四頁，共82頁。光耦合器結(jié)構(gòu)

熔錐型光纖耦合器

研磨型光纖耦合器

微光元件型光纖耦合器

集成光波導(dǎo)型耦合器25第二十五頁，共82頁。光耦合器實(shí)物N×N1×NP1/NP1/NP1/N2×226第二十六頁，共82頁。光纖耦合器性能參數(shù)

插入損耗

附加損耗

耦合比

串?dāng)_27第二十七頁，共82頁。光耦合器性能參數(shù)（1）插入損耗插入損耗定義為某一特定輸出端口的輸出功率Po與全部輸入光功率Pi之比的分貝數(shù)，即28第二十八頁，共82頁。（2）附加損耗附加損耗表示耦合器帶來的總損耗，定義為各輸出端的能量總和與輸入端能量之比用公式表示為:式中P1為輸入端口1的光功率，P3、P4分別為端口3、4輸出的光功率。性能較好的2×2光纖耦合器的附加損耗小于0.2dB。29第二十九頁，共82頁。（3）分光比分光比一般可根據(jù)用戶的需要設(shè)計(jì)，它是耦合器特有的參數(shù)，在具體應(yīng)用中常用某一輸出端口的光功率相對于輸出總功率的百分比表示，即式中pi為某一輸出端口的光功率，P3為3端口輸出光功率,P4為4端口耦合輸出光功率。對于2*2耦合器，當(dāng)耦合比為50%即兩個輸出端的光功率相同，該耦合器被定義為3dB耦合器。30第三十頁，共82頁。（4）隔離度

隔離度也叫方向性或串?dāng)_，它表示輸入功率出現(xiàn)在不希望的的輸出功率比值，用公式表示為31第三十一頁，共82頁。5.3光衰減器光衰減器是一種用來降低（改變）光功率的器件，它可分為可變光衰減器和固定光衰減器兩種?？勺児馑p器主要用于調(diào)節(jié)光線路電平，在測量光接收機(jī)靈敏度時，需要用可變光衰減器進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)來觀察接收機(jī)的誤碼率。在校正光功率計(jì)時也需要光可變衰減器。固定光衰減器主要用于調(diào)整光纖通信線路電平，若光纖通信線路的電平太高，就需要串入固定光衰減器。32第三十二頁，共82頁。衰減器的工作機(jī)理有以下幾種：1.耦合型

它是通過輸入、輸出兩根光纖纖芯的偏移來改變光耦合的大小，從而達(dá)到改變衰減量的目的

。耦合型衰減器有橫向位移動型和軸向位移兩種，衰減器與位移、橫場直徑、纖態(tài)和兩端面介質(zhì)的折射率等因素有關(guān)。

2.反射型

通過改變反射鏡的角度，控制透射光的大小。

衰減器可分成固定式、步進(jìn)可變式和連續(xù)可變式三種類型。固定衰減器引入一個預(yù)定的損耗，例如5dB，10dB等。步進(jìn)衰減器常表示成諸如10dB×5的形式，也即5步進(jìn)式的，每步為10dB。連續(xù)可變式是指衰減量在一個范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，如0~60dB。

33第三十三頁，共82頁。根據(jù)使用場合的不同，又可將衰減器分為在線型衰減器、適配器型固定衰減器、插頭式衰減器、光纖端口終止器等。

技術(shù)參數(shù)主要有中心波長、帶寬、衰減器、衰減精度、最小回波損耗、最大偏振靈敏度等，其中的衰減精度是指能被精細(xì)調(diào)節(jié)衰減的準(zhǔn)確性。(a)PinPout反射鏡PoutPin透射光光吸收材料PoutPin(b)(c)34第三十四頁，共82頁。圖5-8光衰減器示意圖光纖光纖自聚焦透鏡自聚焦透鏡衰減片衰減片輸入輸出35第三十五頁，共82頁。圖5-9光可變衰減器光輸入光輸出尾纖尾纖圓盤式衰減片圓盤式衰減片棱鏡活動接頭活動接頭36第三十六頁，共82頁。光衰減器是一種專門用于降低光功率的無源器件，可以穩(wěn)定、準(zhǔn)確地減小信號光功率。在短距離的光纖通信中，使用衰減器來減少富余的光功率，防止輸入光功率超出接收機(jī)的動態(tài)范圍而失真，在光纖測試系統(tǒng)中常用衰減器取代長光纖模擬長距離傳輸?shù)那樾危辉趯鉁y試儀表的校準(zhǔn)中也會使用到光衰減器。使用誤碼分析儀，調(diào)節(jié)光可變衰減器，測試光接收機(jī)靈敏度，實(shí)驗(yàn)原理如圖所示。光接收機(jī)的動態(tài)范圍是在保證一定誤碼率的前提下允許的最大和最小輸入光功率之比的分貝數(shù)，即37第三十七頁，共82頁。它表示了光接收機(jī)對輸入信號變化的適應(yīng)能力，通過減小衰減器的衰耗，增強(qiáng)光接收機(jī)的接收光功率，通過調(diào)節(jié)誤碼分析儀，使誤碼率達(dá)到10-11時，記錄接收機(jī)最大接收光功率Pmax，增加光可變衰減器，降低了光端機(jī)輸入的光功率，觀測誤碼率達(dá)到10-9時觀測記錄最小接收光功率Pmin，記錄觀測數(shù)值，計(jì)算光接收機(jī)的靈敏度。38第三十八頁，共82頁。5.4光隔離器和光環(huán)行器光隔離器

光隔離器是一種只允許光波往一個方向傳播，阻止光波往其他方向特別是反方向傳輸?shù)囊环N無源器件，主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回導(dǎo)致器件性能變壞。隔離器由三個功能部件組成，輸入偏振器（起偏器），法拉第旋轉(zhuǎn)器和輸出偏振器（檢偏器），如圖5.2.12所示。輸入和輸出偏振器的作用是將光變成固定偏振方向的線偏振光。法拉第旋轉(zhuǎn)器是使入射光的偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)變化，旋轉(zhuǎn)的角度由下式?jīng)Q定：39第三十九頁，共82頁。式中L是法拉第旋轉(zhuǎn)器的長度，H是法拉第旋轉(zhuǎn)器沿光束傳播上所加的磁場強(qiáng)度，單位為A/m（安培/米，對石英光纖，（弧度/安培）。隔離器的工作過程如下：入射光經(jīng)過輸入偏振器后變成垂直偏振光，見圖5.2.12。經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器，垂直偏振光的偏振方向旋轉(zhuǎn)了450，輸出偏振器的方向設(shè)計(jì)成450，所以允許其通過；另一方面，在隔離器的反方向上，反射光經(jīng)輸出偏振器變成450的線偏振光，經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)器又一次旋轉(zhuǎn)450后，變成了水平偏振，由于輸入偏振器只允許垂直偏振光通過，所以反射光便無法到達(dá)隔離器輸入端。40第四十頁，共82頁。隔離器的主要性能指標(biāo)有工作波長，典型插入損耗（參考值：0.4dB），最大插入損耗（參考值：0.6dB），典型峰值隔離度，最小隔離度（參考值：40dB），最大偏振靈敏度（參考值：0.05dB），回波損耗（參考值：輸入/輸出60/60dB）等。41第四十一頁，共82頁。圖5-10光隔離器45o45o入射光出射光光軸光軸起偏器檢偏器旋光器42第四十二頁，共82頁。光環(huán)行器環(huán)行器除了有多端口以外，其工作原理與隔離器相似，光環(huán)行器主要用在光分插復(fù)用器中。環(huán)形器有3、4和6端口之分，它是只允許某端口的入射光從確定端口輸出的器件，對于3端口環(huán)形器，端口1的輸入光信號只能從端口2輸出，而端口2的輸入光信號只能從端口3輸出。環(huán)形器的主要功能部件為雙折射分離元件、法拉第旋轉(zhuǎn)器和相位旋轉(zhuǎn)器。雙折射分離元件不僅能使入射光分離成相互正交的偏振光，而且兩者具有一定的分裂度，即在空間上可以分離開來。43第四十三頁，共82頁。光束由端口1到端口2傳播的工作過程如下，入射光經(jīng)過雙折射分離元件①后，被分離成兩束，上束為垂直偏振光（也稱E光），下束為水平偏振光（也稱為O光），經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器和相位旋轉(zhuǎn)器分別再旋轉(zhuǎn)450后，上束變?yōu)樗狡窆?，下束變?yōu)榇怪逼窆?，由于水平偏振光通過雙折射分離元件②時其偏振方向不變，且不發(fā)生折射，而垂直偏振光通過時發(fā)生折射，過程與分離元件①相反，所以光束在端口2處被合成后輸出。光束由端口2到端口3傳播的工作過程是經(jīng)過雙折射率分離元件的（a）反射棱鏡①雙折射率分離元件②1232偏振分束立方體透鏡法拉第旋轉(zhuǎn)器相位旋轉(zhuǎn)器（b）44第四十四頁，共82頁。兩次分離后，它們已經(jīng)偏離了端口1的軸，兩束光線分別通過反射棱鏡和偏振分束立方體透鏡重新組合，并從端口3輸出。

我們以某環(huán)形器產(chǎn)品說明其性能指標(biāo)，它們是中心波長(1310或1550nm)，波長范圍(20nm)，典型插入損耗(0.7dB)，最大插入損耗(0.8dB)，隔離度(45dB)，串?dāng)_(50dB)，回波損耗(55dB)，偏振相關(guān)損耗(0.1dB)，偏振模式色散(0.1ps)，最大承載功率(300mW)，最大承擔(dān)拉力(5N)，光纖類型corningSMF28)，工作溫度(-5~+700C)，環(huán)境溫度(-40~+850C)，封裝尺寸(5.5×5.5×54mm)等。45第四十五頁，共82頁。圖5-13光環(huán)行器示意圖46第四十六頁，共82頁。5.5光調(diào)制器在光纖通信系統(tǒng)中，對光源的調(diào)制可采用內(nèi)調(diào)制和外調(diào)制技術(shù)。目前在光纖通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的直接強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)是一種內(nèi)調(diào)制技術(shù)。

這種調(diào)制方式受到了LD極限調(diào)制頻率的限制。在相干光通信中采用外調(diào)制方式，把激光的產(chǎn)生和調(diào)制分開，需要用專門的調(diào)制器。在調(diào)制器上加上外電壓使調(diào)制器的某些物理特性發(fā)生變化，當(dāng)光源產(chǎn)生的恒定光信號射入調(diào)制器時，其輸出端可得到已調(diào)制的光信號。可以利用電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等來制成調(diào)制器。47第四十七頁，共82頁。電折射調(diào)制器LiNbO3波導(dǎo)電壓長度L光輸入已調(diào)光輸出電折射調(diào)制器是利用了晶體材料的電光效應(yīng)：當(dāng)晶體的折射率與外加電場幅度成正比時，稱為線性電光效應(yīng)，即普克爾效應(yīng)；當(dāng)晶體的折射率與外加電場的幅度平方成正比變化時，稱為克爾效應(yīng)，電光調(diào)制主要采用普克爾效應(yīng)。48第四十八頁，共82頁。M-Z型調(diào)制器

調(diào)制器是由一個Y型分路器、兩個相位調(diào)制器和Y型合路器組成，其中的相位調(diào)制器就是電折射調(diào)制器。

輸入光信號被Y型分路器分成完全相同的兩部分，兩個部分之一受到相位調(diào)制，然后兩部分再由Y型合路器耦合起來。按照信號之間的相位差，兩路信號在Y型合路器的輸出產(chǎn)生相消和相長干涉，在輸出就得到了“通”和“斷”的信號。LiNbO3觸點(diǎn)光輸入已調(diào)光輸出觸點(diǎn)相位調(diào)制49第四十九頁，共82頁。聲光布拉格調(diào)制器聲波（主要指超聲波）在介質(zhì)中傳播時會引起介質(zhì)的折射率發(fā)生疏密變化，因此受超聲波作用的晶體相當(dāng)于形成了一個布拉格光柵，光柵的條紋間隔等于聲波的波長，當(dāng)光波通過此晶體介質(zhì)時，將被介質(zhì)中的光柵衍射，衍射出光的強(qiáng)度、頻率、相位、方向等隨聲波場而變化，這種效應(yīng)稱為聲光效應(yīng)。聲光布拉格調(diào)制器由聲光介質(zhì)、電聲換能器、吸聲（反射）裝置等組成。外加超聲波使介質(zhì)的折射率沿傳播方向隨時交替變化，當(dāng)一束平行光束通過它時，由于聲光效應(yīng)產(chǎn)生的光柵使出射光束就是一個周期性變化的光波。50第五十頁，共82頁。電吸收MQW調(diào)制器多量子阱MQW調(diào)制實(shí)際上是類似于半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)，對光具有吸收作用。通常情況下電吸收MQW調(diào)制器對發(fā)送波長是透明的，一旦加上反向偏壓，吸收波長在向長波長移動的過程中產(chǎn)生光吸收，利用這種效應(yīng)，在調(diào)制區(qū)加上零伏到負(fù)壓之間的調(diào)制信號，就能對DFB激光器產(chǎn)生的光輸出進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。P型N型MQW疊層DFB有源層N型襯底DFB區(qū)調(diào)制區(qū)電壓信號電極51第五十一頁，共82頁。5.6濾波器濾波器是一種波長選擇器件，在光纖通信系統(tǒng)中有著重要的應(yīng)用，如上節(jié)光放大器中噪聲的濾波。特別在WDM光纖網(wǎng)絡(luò)中每個接收機(jī)都必須選擇所需要的信道，濾波器成為必不可少的部分。

濾波器分成固定濾波器和可調(diào)諧濾波器兩大類。前者是允許一個確定波長的信號光通過，而后者是可以在一定光帶寬范圍內(nèi)動態(tài)地選擇波長，見圖所示。光濾波器λk(固定)光濾波器λi(可調(diào))λ1，λ2，…λnΔλλ1λ2λn(a)固定波長濾波器(b)可調(diào)諧波段52第五十二頁，共82頁。5.7光開關(guān)光開關(guān)是光纖通信系統(tǒng)和光纖測試技術(shù)中不可缺少的無源器件，光開關(guān)的主要功能是切換光路。它具有一個或多個可選擇的傳輸端口，可對光傳輸線路中的光信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換或?qū)嵭羞壿嬤\(yùn)算，在光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。光開關(guān)主要有機(jī)械式光開關(guān)和非機(jī)械式光開關(guān)兩種。機(jī)械式光開關(guān)依靠光纖或者光學(xué)元件的移動，使光路發(fā)生轉(zhuǎn)換。非機(jī)械式光開關(guān)依靠電光、聲光、熱光等效應(yīng)來改變波導(dǎo)的折射率，使光路發(fā)生變化，下面對這兩類光開關(guān)的結(jié)構(gòu)、工作原理作一介紹。53第五十三頁，共82頁。新型機(jī)械式光開關(guān)有微光機(jī)電系統(tǒng)光開關(guān)和金屬薄膜光開關(guān)兩類。

微光機(jī)電系統(tǒng)光開關(guān)MEMS(MicroElectroMechanicalSystems)在半導(dǎo)體襯底材料上制造出可以作微小移動和旋轉(zhuǎn)的微反射鏡陣列，微反射鏡的尺寸非常小，它在驅(qū)動力的作用下，將輸入光信號切換到不同的輸出光纖中。加在微反射鏡上的驅(qū)動力是利用熱力效應(yīng)、磁力效應(yīng)或靜電效應(yīng)產(chǎn)生的。圖示出了MEMS光開關(guān)的結(jié)構(gòu)。當(dāng)微反射鏡為取向1時，輸入光經(jīng)輸出波導(dǎo)1輸出；當(dāng)微反射鏡為取向2時，輸入光經(jīng)輸出波導(dǎo)2輸出。微反射鏡的旋轉(zhuǎn)由控制電壓（100～200V）完成。這種器件的特點(diǎn)是體積小，消光比（光開關(guān)處于通狀態(tài)時的輸出光功率與斷狀態(tài)時的輸出光功率之比）大，對偏振不敏感，成本低，開關(guān)速度適中，插入損耗小于1dB。入射光出射光出射光控制信號V波導(dǎo)2波導(dǎo)1取向1取向2微反射鏡54第五十四頁，共82頁。機(jī)械式光開關(guān)示例機(jī)械驅(qū)動AB輸入輸出55第五十五頁，共82頁。微機(jī)電系統(tǒng)MEMS光開關(guān)MEMS的核心是電控的微型機(jī)械鏡面系統(tǒng)，利用外界的電控信號的變化實(shí)現(xiàn)微鏡面的角度變化，繼而實(shí)現(xiàn)對輸入光的傳播方向的改變。56第五十六頁，共82頁?；诠杌壕Ъ夹g(shù)的可編程光開關(guān)4/17/202357第五十七頁，共82頁。非機(jī)械式光開關(guān)的類型有液晶光開關(guān)、電光效應(yīng)光開關(guān)、熱光效應(yīng)光開關(guān)、半導(dǎo)體光放大器光開關(guān)等。液晶光開關(guān)是在半導(dǎo)體材料上制作出偏振光束分支波導(dǎo)，在波導(dǎo)交叉點(diǎn)上刻蝕具有一定角度的槽，槽內(nèi)注入液晶，槽下安置電熱器。不對槽加熱時，光束直通；加熱后，液晶內(nèi)產(chǎn)生氣泡，經(jīng)它的全反射，光改變方向，輸出到要求的波導(dǎo)中。電光效應(yīng)、熱光效應(yīng)等是利用材料的折射率隨電壓和溫度的變化而改變，從而實(shí)現(xiàn)光開、關(guān)的器件。2.非機(jī)械式光開關(guān)58第五十八頁，共82頁。半導(dǎo)體光放大器關(guān)開關(guān)利用改變放大器的偏置電壓實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。光開關(guān)的參數(shù)主要有波長范圍、插入損耗、光路回波損耗、串?dāng)_、光路輸入功率、偏振相關(guān)損耗、重復(fù)性、開關(guān)速度和壽命等。59第五十九頁，共82頁。能夠使信號從一個波長轉(zhuǎn)換到另一個波長的器件稱為波長轉(zhuǎn)換器。波長轉(zhuǎn)換器根據(jù)波長轉(zhuǎn)換機(jī)理可分為光電型波長轉(zhuǎn)換器和全光型波長轉(zhuǎn)換器，光電型波長轉(zhuǎn)換器比較容易實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是與偏振無關(guān)；主要缺點(diǎn)是由于速度受電子器件限制，因此不適應(yīng)高速大容量光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的要求。全光型波長轉(zhuǎn)換器技術(shù)主要由半導(dǎo)體光放大器（SOA）構(gòu)成。5.8波長轉(zhuǎn)換器60第六十頁，共82頁。1．光電型波長轉(zhuǎn)換器光電光型波長轉(zhuǎn)換器第六十一頁，共82頁。2．全光型波長轉(zhuǎn)換器全光型波長轉(zhuǎn)換器第六十二頁，共82頁。5.9波分復(fù)用器光波分復(fù)用器是對光波波長進(jìn)行合成與分離的光器件。由光波分復(fù)用器構(gòu)成的光波分復(fù)用系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上來分，可分為單纖單向WDM系統(tǒng)和單纖雙向WDM系統(tǒng)。1．光波分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理第六十三頁，共82頁。1．光波分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理單纖單向結(jié)構(gòu)WDM傳輸系統(tǒng)第六十四頁，共82頁。1．光波分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理單纖雙向結(jié)構(gòu)WDM傳輸系統(tǒng)第六十五頁，共82頁。2．光波分復(fù)用器（1）光波分復(fù)用器的工作原理器件的各端口可以作為輸入端口，也可以作為輸出端口。WDM光傳輸原理圖第六十六頁，共82頁。（2）光波分復(fù)用器的光學(xué)特性①復(fù)用器復(fù)用器的光學(xué)特性可以用給定的輸入端口的插入損耗—波長關(guān)系曲線表示。②解復(fù)用器解復(fù)用的光學(xué)特性，可以用輸入端到N個輸出端的各信道的波長—插入損耗關(guān)系曲線來表達(dá)第六十七頁，共82頁。復(fù)用器插入損耗—波長關(guān)系曲線第六十八頁，共82頁。解復(fù)用器波長—插入損耗關(guān)系曲線第六十九頁，共82頁。2．光波分復(fù)用器Ⅰ中心波長λ和中心波長的工作范圍Δ