第6章 光纤无源及有源器件.ppt

江汉大学第6章光纤无源及有源器件光纤通信中的关键光电子器件 ponents and Modules in DWDM Networks n n DWDM ? Thin film filters ? Fiber gratings ? Waveguides ? Circulators ? Interleavers ? Mux/Demux modules n Amplifiers ? Isolators ? Tap couplers ? Pump lasers ? Gain equalizers ? Attenuators ? Integrated amplifiers ? SOAs ? Optical Switches ? Circulators ? Couplers ? Add/drop modules n Switching n Transmission ? Source lasers ? Modulators ? Wavelockers ? Receivers ? Detectors ? Tx /Rx modules n Over 9000 Products 2江汉大学?作用: 实现光信号的连接、能量分路/合路、波长复用/ 解复用、光路转换、能量衰减、方向阻隔、光-电-光转换、光信号放大、光信号调制等功能。是构成光纤通信系统的必备元件。光器件是具有上述一种功能的元器件的总称。?类型:无源、有源包括:光连接器、光衰减器、光耦合器、光复用器、光隔离器、环行器、光滤波器、光解复用器、光调制器、光开光、激光器、光检测器、光放大器、光波长转换器等?发展趋势:集成化、全光纤化 3江汉大学光无源器件定义:不需要外加能源驱动工作的光电子器件光纤连接器(固定、活动,FC/PC,FC/APC ) 光纤定向耦合器/分支器光分插复用器( OADM) 光波分/密集波分复用器( WDM/DWDM) 光衰减器(固定、连续) 光滤波器(带通、带阻) 光纤隔离器与环行器(偏振有关、无关) 光偏振态控制器、光纤延迟线、光纤光栅 4江汉大学光有源器件定义:需要外加能源驱动工作的光电子器件半导体光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL) 半导体光探测器(PD,PIN,APD ) 光纤激光器( OFL: 单波长、多波长) 光放大器(SOA,EDFA) 光波长转换器(XGM,XPM,FWM) 光调制器( EA ) 光开关/路由器 5江汉大学光器件与电器件的类比江汉大学球透镜与自聚焦透镜 自聚焦透镜 1、均匀折射率分布材料 2、依靠弯曲的光学界面实现光学成像 3、通过非球面来克服像差, 提高成像质量 1、渐变折射率分布材料 2、依靠光线轨迹的弯曲实现光学成像 3、通过优化折射率分布, 提高成像质量 7江汉大学第6章6 .1自聚焦透镜自聚焦透镜应用:无源器件的耦合系统、复印机、传真机、计算机光盘系统、摄影物镜、显微物镜、医用内窥镜等方面。 8江汉大学第6章6 .1自聚焦透镜自聚焦透镜的基本特征?平方率折射率分布?光线轨迹为 cos 或 sin 曲线?从一点发出的不同角度的光线将会聚于另一点, 形成“自聚焦”?具有独到特点: 体积小、平端面超短焦距组合透镜成像特性可以弯曲成像 9江汉大学第6章6 .1自聚焦透镜直角坐标系中的射线方程 10 江汉大学第6章6 .1自聚焦透镜 2 2 2 2 dr dxi dyj dzk ds dx dy dz ? ??? ???? ?????? 2211 dz ds dy dx dz dz ? ?? ??? 2 2 2 2 2 2 0 n dxi dyj dzk d dz n n i j k dz x y dx dy dz dx dy dz ? ?? ?? ?? ?? ?? ???? ?? ?? ?? ? ??? ?? ??? ??? ????? 1 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 111101 d x n n x y dz x x y d y n n x y d