1 / 28

1.9.2 光纤的色散特性

1.9.2 光纤的色散特性 在数字光通信中，色散使脉冲宽度加宽，当码速较高时，由于码间距较小，相邻脉冲在传输了一定距离后，脉冲可能重叠，形成码间干扰，判决发生困难，增加误码率，限制光纤的传输能力。 色散主要有三种：模式色散，材料色散和波导色散。 (1) 模式色散 模式色散存在于多模光纤中，也叫模间色散，是由于各个传输模之间的群速度不同引起的。. (2) 材料色散和波导色散 ( 波长色散 ) 材料色散：折射率随波长变化而变化。 波导色散：传播模的群速度随波长变化而变化。

paige
Download Presentation

1.9.2 光纤的色散特性

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 1.9.2光纤的色散特性 在数字光通信中，色散使脉冲宽度加宽，当码速较高时，由于码间距较小，相邻脉冲在传输了一定距离后，脉冲可能重叠，形成码间干扰，判决发生困难，增加误码率，限制光纤的传输能力。 色散主要有三种：模式色散，材料色散和波导色散。 (1)模式色散 模式色散存在于多模光纤中，也叫模间色散，是由于各个传输模之间的群速度不同引起的。

  2. (2) 材料色散和波导色散(波长色散) 材料色散：折射率随波长变化而变化。 波导色散：传播模的群速度随波长变化而变化。 D()为色散系数，单位是ps/nm/km。 对于谱线宽度为的光源，信号传输Lkm后波长色散产生的总时延差为＝ ·D() ·L (ps)

  3. 光连接器件 光耦合器件 光隔离器件 光开关器件 光滤波器件 光复用器件 光调制器件 光色散补偿器件 光交换器件 光存储器件 光逻辑器件 第二章 光无源器件 2.1 光无源器件的分类 1. 按功能分 √ √ √ √ √ √ √ √

  4. 2. 按结构类型分 • 光纤器件 • 光纤光栅器件 • 平面波导器件 • 微光机械器件 • 集成器件（集成光路）

  5. 2.2 光纤活动连接器件 光纤活动连接器件是把两个光纤端面结合在一起，以实现光纤之间可拆卸（活动）连接的光无源器件，它还具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活动连接的功能。

  6. 2.2.1 连接器的主要指标 • 连接损耗 • 回波损耗 在光纤连接处，后向反射光相对于输入光的比率的分贝数。 3. 重复性和互换性 (2.2.1) (2.2.2)

  7. 2.2.2 影响连接损耗的因素 光纤连接时，由于光纤纤芯直径、数值孔径、折射率分布的差异以及横向错位、角度倾斜、端面间隙、端面形状、端面光洁度等因素的影响，都会产生连接损耗。 1. 纤芯错位损耗

  8. 其中 2. 光纤倾斜损耗

  9. 3. 光纤端面间隙损耗 其中Z是端面间隙，K=n1/n2 4. 光纤端面多次反射（Snell反射）引起的损耗

  10. 5. 纤芯（或模场）尺寸失配引起的连接损耗 6. 数值孔径失配引起的连接损耗 NA1≧NA2 NA1﹤NA2

  11. 改进回波损耗的方法 1. 球面接触 2. 斜球面接触

  12. 2.2.3 连接器的品种、型号 连接器的组成部分：连接器插头、光缆跳线、转换器(适配器)、变换器、裸光纤连接器。 1. FC系列连接器 FC型连接器是一种罗纹连接，外部零件采用金属材料制作的连接器。

  13. FC型连接器的插头、转换器和内部结构

  14. 2. SC系列连接器 SC型连接器采用插拔连接，外壳使用工程塑料制作、矩形结构，便于密集安装，可以制成多芯连接器。 SC型转换器 SC型插头

  15. 3. ST型连接器 ST型连接器采用带键的卡口式锁紧机构。 ST型连接器的插头与转换器

  16. 4. 不同型号插头相互连接的转换器 FC/SC，FC/ST，SC/ST 5. 不同种类的变换器 SC→FC，ST→FC，FC→SC，FC→ST，SC→ST，ST→SC 6. 各种裸光纤转接器

  17. 2.3 光纤耦合器件 光耦合器（Coupler）是一类能使传输中的光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，并进行再分配的器件。从端口形式上划分，它包括X型(2×2)耦合器、Y形（1×2）耦合器、星形（N×N，N>2）耦合器以及树形耦合器等。

  18. 2.3.1 光耦合器的技术参数 1. 插入损耗（Insertion Loss） 插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对于全部输入光功率的减少值。 2. 附加损耗（Excess Loss） 附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。

  19. 附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标，反映器件制作过程带来的固有损耗；而插入损耗表示各个输出端口的输出功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光比的影响。附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标，反映器件制作过程带来的固有损耗；而插入损耗表示各个输出端口的输出功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光比的影响。 3. 分光比（Coupling Ratio） 分光比是耦合器各输出端口的输出功率与输入功率的比值/各输出端口的输出功率之间的比值。

  20. 2.3.2 光耦合器的制作方法 1. 蚀刻法 2. 研磨法 3. 熔融拉锥法 熔融拉锥法是将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定方式靠拢，在高温下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，实现传输光功率耦合的一种方法。

  21. 熔融拉锥系统示意图

  22. 2.3.3 工作原理 Ei1 Eo1 根据耦合模理论，耦合器的振幅传输特性可以用下式表示 Ei2 Eo2 传输矩阵

  23. 式中，l是耦合区长度，光波传输常数，是耦合系数，与耦合区宽度、纤芯折射率有关。由上式可得耦合器的功率传输矩阵式中，l是耦合区长度，光波传输常数，是耦合系数，与耦合区宽度、纤芯折射率有关。由上式可得耦合器的功率传输矩阵

  24. 2.3.4 星形耦合器和树形耦合器的制作方法 直接拉制法和基本单元拼接法 星形耦合器拼接示意图

  25. 树形耦合器拼接示意图

  26. 2.4 光隔离器 光隔离器的作用是使光信号从输入光纤进入时，可以畅通无阻地通过，从隔离器的输出端输出，损耗很小；而光信号从相反方向进入隔离器，损耗非常大，光信号被衰减，在光纤输入端没有光信号输出。 光隔离器可分为偏振相关和偏振无关两种。 2.5.1 光隔离器中使用的光学元件 1. 光纤准直器 自聚焦透镜

  27. 2. 法拉第旋转器（Farady Rotator） 法拉第磁致旋光效应：在外加磁场B作用下，某些原本各向同性的介质变成旋光性物质，偏振光通过该物质时其偏振面发生旋转。 (1) 对于给定的磁光材料，光振动面旋转的角度与光在该物质中通过的距离L和磁感应强度B成正比， ＝VLB V是材料的特性常数，称韦尔代常数，单位是：分/特斯拉·米。 (2) 磁致旋光不可逆性。当光传播方向平行于磁场时，若法拉第效应表现为左旋，则当光线逆反时，法拉第效应表现为右旋。

More Related