浅谈光纤通信有源器件与无源器件

浅谈光纤通信有源器件与无源器件任课教师学院班级姓名学号日期2016年05月18日目录1引言.........................................................................................................................12光有源器件..............................................................................................................12.1光有源器件简介..................................................................................................12.2光纤激光器...........................................................................................................12.3光纤放大器..........................................................................................................32.4全光波长变换器.................................................................................................42.5光检测器...............................................................................................................43光无源器件.............................................................................................................53.1光无源器件简介..................................................................................................53.2光纤活动连接器..................................................................................................63.3跳线......................................................................................................................63.4转换器...................................................................................................................73.5变换器...................................................................................................................83.6光纤活动连接器的表征指标...............................................................................93.6.1插入损耗............................................................................................................93.6.2回波损耗............................................................................................................93.6.3重复性...............................................................................................................103.6.4互换性...............................................................................................................103.7光分路器..............................................................................................................103.8光衰减器..............................................................................................................123.9光隔离器..............................................................................................................143.10光开关................................................................................................................153.11波分复用器........................................................................................................153.12光接头盒、光配线箱、光终端盒.....................................................................15结语...........................................................................................................................16参考文献...................................................................................................................1611引言在光纤通讯行业，光纤系统中所用到的各种器件称为光器件。而光器件简单来说分为有源光器件与无源光器件两种。有源光器件也称光有源器件，无源光器件也称光无源器件。光有源和无源器件都有如下产品：●有源光器件：定义是在光通信系统中能产生或接收光信号的器件。可以简单的认为有源光器件是需要接上电源才能工作的。比如：光纤收发器（纤亿通自主生产），光接收机，光源，光端机，光功率计等。●无源光器件：定义是在光通信系统中不能产生或接收光信号的器件。可以简单的认为无源光器件是不需要接上电源就能够工作的。比如：光纤连接器，光纤适配器，光纤衰减器，光纤终结器，密集波分复用器（DWDM），粗波分复用器（CWDM），光纤耦合器，光开光，光纤准直器，光隔离器,平面波导光分路器（PLCS）等等。2光有源器件2.1光有源器件简介光有源器件是光纤通信重要的核心器件之一，受到人们普遍的重视和关注。目前光纤通信领域应用的光有源器件主要有光源(量子阱激光器(QWLD)，垂直腔面发射激光器(VCSEI.),量子点激光器(QDI,D)、多波长激光器等)，光探测器(光电子二极管(PD)、雪崩光电二极管(APD)等)，光调制器(妮酸锉(LiNb03)调制器等。2.2光纤激光器光纤通信中主要应用半导体激光器作为光源，近年来随着光纤及其相关技术的深人发展，光纤激光器(FI,)的研发正成为光电子技术等领域内一个热点。光纤激光器具有结构紧凑、转换效率高、设计简单、输出光束质量好、散热表面大、阂值低、高可靠性等优点。可以根据谐振腔结构、增益介质、输出波长、激光模式、掺杂元素、工作机制、光纤结构等加以分类。如果以泵浦抽运方式来分，可以分为纤芯端面泵浦（coreendpumping)(单包层结构)、包层端面泵浦(claddingendpumping)(双包层结构)和包层侧面泵浦(claddingsidepumping)(光纤结构)光纤激光器三大类。2单包层结构的光纤激光器是最早研究的一类光纤激光器，可以追溯到60年代。采用的增益材料有掺NdzO:的硅酸盐系玻璃、掺钦石英光纤、掺稀土的石英光纤、氟化物玻璃光纤等，激光输出功率在毫瓦到瓦量级，激光波长在0.48^-2.7pm范围内。双包层结构光纤激光器(DCFIL)是80年代末发展起来的一类光纤激光器，是目前的研发重点和热点。由于泵浦方式的改变，这类光纤激光器的激光输出功率明显提高，已能达到数瓦到近百瓦量级的输出光功率，使用的增益光纤有掺稀土元素(如Er'十、Yb3十、Nd3+等)的石英光纤、掺稀土元素的氟化物(ZBLAN)玻璃光纤、光子晶体光纤(PCF)等。为了提高输出功率，设计出了对称圆形、偏心圆形、D形、矩形、六边形、梅花形等内包层结构，其中以长方形内包层结构转换效率最高。巳有饵-共掺双包层光纤激光器输出功率达103W、波长为1565nm的报道，以及锁模掺饵光纤激光器脉冲宽度已达3fs的报道，这些都为全光纤高速通信的实现打下了基础。目前该类光纤激光器从成熟的光纤通信领域向工业加工、医学、印刷业、国防等激光应用领域扩展。光纤结构光纤激光器是近年来提出的泵浦新方法，实际上它是包层端面泵浦方式的一种改进，它从包层侧面射人抽运光，从而构成了“任意形状”光纤激光器概念，使千瓦级的高功率光纤激光器得以实现。现在已有输出功率达2000W,激射波长为1.060um的掺德(Yb)石英光纤激光器产品。包层侧面泵浦也有多种方式，如V型槽侧面泵浦、全拼接侧面泵浦、光纤束侧面泵浦等。采用光学相位阵列(OPA)技术可以得到高能的光纤脉冲激光，这种光纤激光器在激光武器系统、光电对抗、激光有源干扰等国防、军事领域有着十分重要的应用，美国、德国等已有相应的军用高功率光纤激光器研制计划和实施项目。现在已研发的光纤激光器的谐振腔腔形结构主要有法布里一拍罗(F-P)腔、环行腔、v形腔,8字形腔、福克斯一史密斯(Fox-Smith)腔以及一些复合腔等。光纤激光器是一类新型的激光器，光纤激光器的研究与开发将把包括光纤通信在内的光纤及其相关技术推进到一个新高度，与半导体激光相比，至少在结构上，光纤激光器与光纤通信系统和网络藕合匹配程度更好。光纤激光器是全光纤化的光源，它将逐渐成为光纤通信领域重要的候选光源。此外，无谐振腔的超荧光光纤光源(SFS)、光子晶体光纤激光器(PCFL)等也是近期活跃的研究课题之一。掺饵光纤放大器(EDFA)的研发成功是80-90年代光纤通信领域内一项重大的技术突破，具有十分重要的意义。近年来，随着光纤放大3器技术的不断完善和发展以及与WDM技术的融合，光纤通信的长（超长)距离、(超)大容量、(超)高速、密集波分复用(DWDM)等正成为国际上长途高