光纤通信期末论文.docx

光纤通信系统中无源器件的原理及设计摘要: 光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分。它是一种光学元器件,其工艺原理遵守光学的基本规律及光线理论和电磁波理论、各项技术指标、多种计算公式和各种测试方法,与纤维光学、集成光学息息相关;因此它与电无源器件有本质的区别。在光纤有线电视中,其起着连接、分配、隔离、滤波等作用。实际上光无源器件有很多种,限于篇幅,此处仅讲述常用的几种—光分路器、光衰减器、光隔离器、连接器、跳线、光开关。关键字: 无源器件、光分路器、光衰减器、光隔离器、连接器、跳线、光开关引言: 1966 年,美籍华人高锟() 和霍克哈姆() 发表论文, 预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。 1970 年,美国康宁公司首次研制成功损耗为 20dB/km 的光纤,光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz 数量级) 的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从 1980 年到 2000 年增加了近 1 万倍,传输速度在过去的 10年中大约提高了 100 倍。一、光纤活动连接器。 1 .光纤活动连接器的原理光纤活动连接器是实现光纤之间活动连接的无源光器件, 它还有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行连接的功能。尽管光纤(缆) 活动连接器在结构上千差万别, 品种上多种多样, 但按其功能可以分成如下几部分:连接器插头、光纤跳线、转换器、变换器等。这些部件可以单独作为器件使用, 也可以合在一起成为组件使用。实际上, 一个活动连接器习惯上是指两个连接器插头加一个转换器。(1) 连接器插头。使光纤在转换器或变换器中完成插拔功能的部件称为插头, 连接器插头由插针体和若干外部机械结构零件组成。两个插头在插入转换器或变换器后可以实现光纤(缆)之间的对接; 插头的机械结构用于对光纤进行有效的保护。插针是一个带有微孔的精密圆柱体, 其主要尺寸如下: 外径Ф ± 外径不圆度< 微孔直径Ф 126 ± μm 微孔偏心量<1μm 微孔深度 4mm 或 10mm 插针外圆柱体光洁度▽ 14 端面曲率半径 20-60mm 插针的材料有不锈钢、全陶瓷、玻璃和塑料几种。现在市场上用得最多的是陶瓷, 陶瓷材料具有极好的温度稳定性, 耐磨性和抗腐蚀能力, 但价格也较贵。塑料插头价格便宜, 但不耐用。市场上也有较多插头在采用塑料冒充陶瓷,工程人员在购买时请注意识别。插针和光纤相结合成为插针体。插针体的制作是将选配好的光纤插入微孔中, 用胶固定后, 再加工其端面, 插头端面的曲率半径对反射损耗影响很大, 通常曲率半径越小, 反射损耗越大。插头按其端面的形状可分为 3类: PC型、 SPC 型、 APC 型。 PC 型插头端面曲率半径最大, 近乎平面接触,反射损耗最低; SPC 型插头端面的曲率半径为 20mm ,反射损耗可达 45dB , 插入损耗可以做到小于 ; 反射损耗最高的是 APC 型, 它除了采用球面接触外, 还把端面加工成斜面, 以使反射光反射出光纤, 避免反射回光发射机。