光无源器件及光纤通信简介.ppt

光无源器件及光纤通信简介
光纤结构、种类、特性
光纤通信基本原理
有源、无源器件
常用测试仪器
光纤结构
涂覆层(coating)
包层(cladding)
纤芯(core)
a
b
c
a：4-10um(单模) , 50-(多模); b：125um ; c:250um
涂覆层(coating)
包层(cladding)
纤芯(core)
光纤导光原理 （1）
光纤导光原理 （2）
n2
n1
1
2
1
入射光(incident ray)
折射光(refractive ray)
反射光(reflected ray)
折射定律：
n1sin1 = n2sin2

若 n1> n2 , 则2 > 1
称折射率大的介质为光密质，折射率小的为光疏质。
光纤导光原理 （3）
n2
n1
1
2
入射光
折射光
n2
n1
1
2
折射光
入射光
n2
n1
1
折射光
入射光
临界角
全反射
n1> n2
n1> n2
n1> n2
光波段分布
可见光
近红外
紫外线
波长增加 (频率减少）
无线电波
X射线
射线
中红外
远红外
毫米波
微
波
UHF
VHF
FM
AM

~
15um
25um
300um
395THz
THz
光纤分类与特性（1）
传输模式 ：光在光纤中传播时的电磁场分布形式，一种电磁场分布称为一个传播模式。
根据光纤中传输模式的数量，将光纤分类：
单模光纤：对于一定波长（或频率）的光波，只能沿着唯一的路径在光纤中传播。用SMF（single mode fiber）表示。
多模光纤：对于一定波长（或频率）的光波，可以沿着多条路径在光纤中传播。用MMF（multi-mode fiber）表示。
光纤分类与特性（2）
损耗特性：光波在光纤中每传输一公里的损耗，用衰减系数表示，单位为dB。
色散特性：光波在光纤中传输的过程中，由于各种原因导致的光波脉冲展宽，单位为ps 。
光纤分类与特性（3）
常用的单模光纤纤芯一般为4 ~ 10um , 衰减系数为~ ，光波在其中是单模传输，因此其损耗和色散特性都不错，适于大容量、长距离的通信。也是我们生产光纤通信无源器件中最常用的光纤。
多模光纤的纤芯一般为 50-，衰减系数为 ~3 dB/km ，光波在其中是单模传输，损耗和色散特性都比单模光纤要差，适于短距离、小容量的通信，特别是在局域网中（LAN）中应用较多。
光纤通信原理（1）
C =  / T=  f
= 3x108m/s
调幅 (IM-DD：Intensity Modulation-Direct Detection )
调频
调相