10第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件

第五章光无源器件(1)《光纤通信系统》第五章光无源器件(1)《光纤通信系统》

光衰减器

光调制器

光开关本节内容理解!掌握!

光隔离器光衰减器光调制器光开关本节内容理2电光效应光调制器M-Z型电光强度调制器电光效应:在较强外电场作用下，介质的极化强度以及折射率会各向异性的发生变化。电光效应驰豫的时间很短，仅有10-11s量级，外场的施加或撤销导致的折射率变化或恢复瞬间即可完成，因而可用作高速调制器、高速开关等。电光效应光调制器M-Z型电光强度调制器电光效应:在较强外电3光调制器光调制器410第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件5光开关 光开关是一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。光开关起到开关切换作用，比如说主用光纤和备用光纤之间的切换、光交换机中的光路切换等。光开关 光开关是一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对光6

机械式插入损耗低，隔离度高，不受偏振和波长影响开关时间较长（毫秒量级），存在回跳抖动，重复性差移动光纤、移动套管、移动准直镜、移动反光镜、移动棱镜、移动耦合器、MEMS非机械式开关时间短，体积小，易于集成插损大，隔离度低，有的具有偏振和/或波长相关电光、磁光、声光、热光等光开关的类型及特点

机械式光开关的类型及特点7微机电开关靠微型电磁铁或压电器件驱动光纤或反射光的光学元件发生机械移动，使光信号改变光纤通道的光开关。

移动反射镜式光开关

移动光纤式光开关

微机电开关靠微型电磁铁或压电器件驱动光纤或反8MEMS微机电系统开关

在硅片上用微加工技术做出大量可移动的微型镜片构成的开关阵列。左图采用16个可以转动的微型反射镜，实现两组光纤束间的4×4光互连。MEMS微机电系统开关在硅片上用微加工技术做9IOION公司的光开关板IOION公司的光开关板101×N微光机械光开关1×N微光机械光开关11安捷伦喷墨气泡光开关示意

安捷伦喷墨气泡光开关示意12西门子利用OMM光开关制作的光交换机

西门子利用OMM光开关制作的光交换机13光隔离器光隔离器14起偏器P使入射光的垂直偏振分量通过调整加在法拉第介质的磁场强度，使偏振面旋转45o，然后通过检偏器A。隔离器工作原理反射光返回时，通过法拉第介质又一次旋转45o，正好和入射光偏振面正交，因此不会使入射光受到影响，等于把入射光和反射光相互隔离开来。起偏器P使入射光的垂直偏振分量通过调整加在法拉第介质的磁15光隔离器实物光隔离器实物16光衰减器按照用户要求对光信号进行预期的衰减用途：光通信线路、系统评估、研究光通信线路、系统调整、校正在波分复用光纤网络中调整各信道信号的强弱测试仪器的光功率衰减光放大器的功率平坦模拟光纤长距离传输检测传输系统的动态范围。光衰减器按照用户要求对光信号进行预期的衰减17光衰减器的分类按照实现方式分类：位移型（横向、纵向）；直接镀膜型（吸收膜或反射膜）；衰减片型；液晶型。按衰减方式分类：固定衰减器；连续可调衰减器。光衰减器的分类按照实现方式分类：18光衰减器的性能参数衰减量和插入损耗：高精度的光衰减器插入损耗在1dB以下。衰减精度：通常机械式光衰减器的衰减精度为其衰减量的±0.1倍；回波损耗：高性能的光衰减器的回波损耗应在40dB以上。光衰减器的性能参数衰减量和插入损耗：高精度的光衰减器插入损耗19纵向位移光衰减器特点：偏振无关；用于固定衰减器和一些小型可调光衰减器。纵向位移光衰减器特点：偏振无关；用于固定衰减器和一些小型可调20直接镀模型光衰减器

直接在光纤端面或玻璃片上镀制金属吸收膜或反射膜来衰减光能量。直接镀模型光衰减器 直接在光纤端面或玻璃片上镀制金属吸收膜21步进式可变光衰减器准直镜准直镜衰减片盘衰减片步进式可变光衰减器准直镜准直镜衰减片盘衰减片2210第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件2310第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件24总结总结25光开关的作用是转换光路。光开关可以分为两大类:一类是利用电磁铁或步进电机驱动光纤或透镜来实现光路转换的机械式光开关。另一类光开关是利用固体物理效应(如电光、磁光、热光和声光效应)的固体光开关。光隔离器是一种只允许单方向传输光的器件，通常用于消除反射光的影响，使系统工作稳定。总结光开关的作用是转换光路。总结26思考题请结合书籍和网络，谈谈光纤连接器的最新进展和市场应用情况。12×2双锥形光纤耦合器的一端口的输入功率为200μW，两个输出端口的输出功率分别为90μW和85μW，另一输入端口输出功率为6.3nW，求：1)器件的分光比；2）插入损耗。2思考题请结合书籍和网络，谈谈光纤连接器的最新进展和市场应27第五章光无源器件(1)《光纤通信系统》第五章光无源器件(1)《光纤通信系统》

光衰减器

光调制器

光开关本节内容理解!掌握!

光隔离器光衰减器光调制器光开关本节内容理29电光效应光调制器M-Z型电光强度调制器电光效应:在较强外电场作用下，介质的极化强度以及折射率会各向异性的发生变化。电光效应驰豫的时间很短，仅有10-11s量级，外场的施加或撤销导致的折射率变化或恢复瞬间即可完成，因而可用作高速调制器、高速开关等。电光效应光调制器M-Z型电光强度调制器电光效应:在较强外电30光调制器光调制器3110第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件32光开关 光开关是一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。光开关起到开关切换作用，比如说主用光纤和备用光纤之间的切换、光交换机中的光路切换等。光开关 光开关是一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对光33

机械式插入损耗低，隔离度高，不受偏振和波长影响开关时间较长（毫秒量级），存在回跳抖动，重复性差移动光纤、移动套管、移动准直镜、移动反光镜、移动棱镜、移动耦合器、MEMS非机械式开关时间短，体积小，易于集成插损大，隔离度低，有的具有偏振和/或波长相关电光、磁光、声光、热光等光开关的类型及特点

机械式光开关的类型及特点34微机电开关靠微型电磁铁或压电器件驱动光纤或反射光的光学元件发生机械移动，使光信号改变光纤通道的光开关。

移动反射镜式光开关

移动光纤式光开关

微机电开关靠微型电磁铁或压电器件驱动光纤或反35MEMS微机电系统开关

在硅片上用微加工技术做出大量可移动的微型镜片构成的开关阵列。左图采用16个可以转动的微型反射镜，实现两组光纤束间的4×4光互连。MEMS微机电系统开关在硅片上用微加工技术做36IOION公司的光开关板IOION公司的光开关板371×N微光机械光开关1×N微光机械光开关38安捷伦喷墨气泡光开关示意

安捷伦喷墨气泡光开关示意39西门子利用OMM光开关制作的光交换机

西门子利用OMM光开关制作的光交换机40光隔离器光隔离器41起偏器P使入射光的垂直偏振分量通过调整加在法拉第介质的磁场强度，使偏振面旋转45o，然后通过检偏器A。隔离器工作原理反射光返回时，通过法拉第介质又一次旋转45o，正好和入射光偏振面正交，因此不会使入射光受到影响，等于把入射光和反射光相互隔离开来。起偏器P使入射光的垂直偏振分量通过调整加在法拉第介质的磁42光隔离器实物光隔离器实物43光衰减器按照用户要求对光信号进行预期的衰减用途：光通信线路、系统评估、研究光通信线路、系统调整、校正在波分复用光纤网络中调整各信道信号的强弱测试仪器的光功率衰减光放大器的功率平坦模拟光纤长距离传输检测传输系统的动态范围。光衰减器按照用户要求对光信号进行预期的衰减44光衰减器的分类按照实现方式分类：位移型（横向、纵向）；直接镀膜型（吸收膜或反射膜）；衰减片型；液晶型。按衰减方式分类：固定衰减器；连续可调衰减器。光衰减器的分类按照实现方式分类：45光衰减器的性能参数衰减量和插入损耗：高精度的光衰减器插入损耗在1dB以下。衰减精度：通常机械式光衰减器的衰减精度为其衰减量的±0.1倍；回波损耗：高性能的光衰减器的回波损耗应在40dB以上。光衰减器的性能参数衰减量和插入损耗：高精度的光衰减器插入损耗46纵向位移光衰减器特点：偏振无关；用于固定衰减器和一些小型可调光衰减器。纵向位移光衰减器特点：偏振无关；用于固定衰减器和一些小型可调47直接镀模型光衰减器

直接在光纤端面或玻璃片上镀制金属吸收膜或反射膜来衰减光能量。直接镀模型光衰减器 直接在光纤端面或玻璃片上镀制金属吸收膜48步进式可变光衰减器准直镜准直镜衰减片盘衰减片步进式可变光衰减器准直镜准直镜衰减片盘衰减片4910第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件5010第五章-无源器件2光调制器、隔离器、光开关课件51总结总结52光开关的作用是转换光路。光开关可以分为两大类:一类是利用电磁铁或步进电机驱动光纤或透镜来实现光路转换的机械式光开关。另一类光开关是利用固体物理效应(如电光、磁光、热光和声光效应)的固体光开关。光隔离器是一种只允许单方向传输光的器件，通常用于消除