光纤光学无源.ppt

光纤光学无源
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第1页，共72页，编辑于2022年，星期二
Components and Modules in DWDM Networks
DWDM
Thin film filters
Fiber gra：衰减量、精度、反射、插损
固定光衰减器
尾纤式
衰减量调节旋钮
光纤衰减器—Attenuator
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第15页，共72页，编辑于2022年，星期二
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第16页，共72页，编辑于2022年，星期二
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光纤耦合器—Coupler
定义：对同一波长的光功率进行分路或合路
类型：
Y型、X型22耦合器、1N型、MN型
全光纤型、微光元件型、集成光波导型
功能：光信号的分配、合成、提取、监控等。
1
3
2
1
2
4
3
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工作原理
消逝场耦合。
Put the cores close enough together to get a coupling effect
All now depends on the length of the coupling section
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Common commercial devices
Planar Waveguide Coupler
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C--耦合系数
22光纤耦合器
P4
P0
输入功率
P1
直通功率
P3
串扰
P2
耦合功率
L
锥形区域
L
锥形区域
Z
耦合区域
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被驱动光纤的相位总比驱动光纤的相位滞后/2。
耦合区两纤芯中光功率随耦合区长度的耦合交换规律。可根据耦合比要求，决定拉伸长度，但拉锥长度太长，纤芯变得过细后，将引起能量辐射，功率降低，插入损耗明显增加。
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第22页，共72页，编辑于2022年，星期二
1、插入损耗：特定的端口到另一端口路径的损耗。如从输入端口i到输
出端口j的路径中的插入损耗为：
2、附加损耗：输入功率对总的输出功率的比值。
3、串扰：一个端口的输入信号与散射或反射回另一个输入端口的光功率间的隔离度。以22光纤耦合器为例：
4、分光比或耦合比：输出端口间光功率分配的百分比
技术指标：
串扰＝
P0
P1
P2
P3
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散射矩阵表示法
以22耦合器为例，用散射矩阵(传播矩阵)S来分析：
输入场强
a1
a2
b1
b2
S11
S22
S21
S12
输出场强
b＝Sa
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第24页，共72页，编辑于2022年，星期二
在无源22耦合器中，使用相同的波长将两个输入端所有的功率同时耦合进同一输出端口是不可能的。最好的方法是将每路输入功率的一半发送到同一输出端。然而，如果两个输入端的波长不同，就可以把大部分功率耦合进同一根光纤中。
波长相同的两束光，分别从a1和a2两个端口输入，能否将两个输入端所有的功率同时耦合进同一输出端口？
散射矩阵表示法
假如从端口a1输入的光功率中有比例为(1－)的部分出现在输出端口b1，剩余的部分出现在端口b2。散射矩阵：
a1
a2
b1
b2
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令Ein,2=0，则有Eout,1=(1/2)Ein,1和Eout,2=(j/2)Ein,1 ，输出功率为：
Pout,1=Eout,1Eout,1*=1/2Ein,12=1/2P0
Pout,2=Eout,2Eout,2*=1/2Ein,12=1/2P0
3dB耦合器， ＝，输出场强：
22光纤耦合器
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第26页，共72页，编辑于2022年，星期二
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1，2
2
1
直通臂
耦合臂
1 2
1
2
1
2
1
2
1 2
1 2
1 2
1 2
公共臂
光纤WDM耦合器
Pin
P1
P2
z
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Tree coupler 树形耦合器
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Star Coupler 星形耦合器
P1
PN
Pi
1
i
N
(P1+P2+…+PN)/N
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第3