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1、光无源器件介绍光无源器件介绍万助军万助军2004.05.092004.05.09PigtailPigtail光纤准直器（光纤准直器（CollimatorCollimator）光隔离器（光隔离器（IsolatorIsolator）光环形器（光环形器（CirculatorCirculator）滤波片型波分复用器（滤波片型波分复用器（Filter WDMFilter WDM）InterleaverInterleaverHybridHybrid光开关（光开关（SwitchSwitch）光衰减器（光衰减器（AttenuatorAttenuator）目目 录录vPigtailPigtail分类分类按尺寸分
2、为普通型和Mini型；按尾纤类型分为单模pigtail和多模pigtailPigtailPigtail应用应用用于准直器和Filter型WDM系列器件中。vPigtailPigtail参数参数Pigtail参数包括端面角度、光洁度和镀膜等。PigtailPigtailCapillary图1.Pigtailv准直器分类准直器分类 按准直透镜分类 GCollimator、CCollimator、DCollimator 按尺寸分类 普通型和Mini型按尾纤类型分类单模光纤准直器、多模光纤准直器 按尾纤数分类 单光纤准直器、双光纤准直器 按偏振分类 普通准直器和保偏（Polarization Main
3、tenance，PM）准直器光纤准直器光纤准直器v准直器应用准直器应用 光隔离器、光环形器、光开关、光衰减器、波分复用器，保偏准直器可用于偏振合束器中光纤准直器光纤准直器LensPigtailGlass TubeMetal Tube图2.准直器结构v准直器参数准直器参数工作波长和工作带宽插入损耗（Insertion Loss，IL）回波损耗（Return Loss，RL）工作距离（Working Distance，WD）光束直径（Beam Diameter，D0）光束发散角（Beam Divergence）点精度（Pointing Accuracy，），适用于单光纤准直器，做光开关的客户比较关
4、心该参数v交叉角（Cross Angle，），适用于双光纤准直器v消光比（Extinction Ratio），适用于保偏准直器光纤准直器光纤准直器光纤准直器光纤准直器WDD0图3.准直器参数光纤准直器光纤准直器典型准直器参数v光隔离器分类光隔离器分类按偏振相关性分类偏振无关型（又叫在线型，inLine）和偏振相关型（又叫自由空间型，Freespace）按级数分类单级和双级（双级的隔离度更高，隔离度带宽更大）按尺寸分类普通型和Mini型v光隔离器应用光隔离器应用偏振相关型主要用于半导体激光器中，偏振无关型用于光纤放大器、光纤激光器、光纤CATV网、测试仪表中，其中双级用于对隔离度带宽要求较高的场
5、合。光隔离器光隔离器光隔离器光隔离器v光隔离器参数光隔离器参数工作波长插入损耗偏振相关损耗（Polarization Dependent Loss，PDL），适用于偏振无关型光隔离器反向隔离度（Isolation）反向隔离度的带宽和温度特性回波损耗，包括输入和输出端的回波损耗偏振模色散（Polarization Mode Dispersion，PMD），单级分PMD补偿和未补偿两种，双级的PMD自补偿光隔离器光隔离器图4.偏振无关型光隔离器结构正向光路反向光路楔角片旋转片磁环光隔离器光隔离器偏振片旋转片磁环4545正向光反向光图5.偏振相关型隔离器结构与原理光隔离器光隔离器典型光隔离器参数v光
6、环形器描述光环形器描述现有光环形器分三端口和四端口两种，如图6所示，信号光在其中的流向是1231，12341，反之则信号光被隔离。光环形器光环形器132三端口环形器1423四端口环形器图6.光环形器中的信号光流向光环形器光环形器v光环形器应用光环形器应用用于密集波分复用系统、单纤双向传输、光时阈反射计（OTDR）、色散补偿器。1、2n1、2 m-1、m+1 nm图7.光环形器用于密集波分复用系统FBGTxRxTxRx图8.光环形器用于单纤双向传输v光环形器参数光环形器参数工作波长插入损耗偏振相关损耗隔离度隔离度的带宽和温度特性回波损耗偏振模色散光环形器光环形器光环形器光环形器典型光环形器参数滤
7、波片型波分复用器滤波片型波分复用器1310nm1550nm1dB25dB截止滤波片01550.116nm-25dB1dB100G DWDM滤波片0.5dB0.2nm01551nm-25dB1dBCWDM滤波片0.5dB13nm0v各种滤波片各种滤波片图9.各种滤波片透射光谱滤波片型波分复用器滤波片型波分复用器v滤波片型波分复用器工作原理滤波片型波分复用器工作原理反射端R：1,2m-1,m+1n共同端C:1,2n透射端P：m图10.滤波片型波分复用器结构v滤波片型波分复用器分类及应用滤波片型波分复用器分类及应用WDM980/1550nm，1480/1550nm：用于EDFA中，合并信号光与泵浦光
8、；1310/1550nm：用于双窗口传输的波分复用系统；1510/1550nm：用于1550nm波段与1510nm监控信道的复用。DWDM目前用的较多的是频率间隔为200GHz、100GHz和50GHz的DWDM，主要用于骨干网中。CWDM波长间隔为20nm的一系列波分复用器，与DWDM相比，对光源和Filter的要求低多了，因此成本优势广泛用于城域网中。滤波片型波分复用器滤波片型波分复用器1、2n12n-1n图11.CWDM/DWDM串接成Module滤波片型波分复用器滤波片型波分复用器CWDM/DWDM Module滤波片型波分复用器滤波片型波分复用器典型CWDM参数滤波片型波分复用器滤波
9、片型波分复用器典型100G DWDM参数vInterleaver：称为梳状滤波器，可以将一路频率间隔为的信号光分成两路频率间隔为2的信号光，再用DWDM Module解复用，可以降低对Filter的要求。1、2n1、3、5 2、4、6 图12.Interleaver功能示意图InterleaverInterleaverHybridHybridvHybridHybrid应用应用Hybrid是在一个器件中集成了WDM、Isolator、Tap和PD中的两种以上功能，用于EDFA中替代各种分立器件以缩小体积和降低成本。其中WDM的合并信号光和泵浦光；Tap分出一部分信号光用于增益控制及功率显示；Is
10、olator防止反射，抑制噪声；PD进行功率监测。图13.EDFA结构及其中功能集成方案（摘自康顺网页）signalpumpsignal+pump图14.正向泵浦的WDM+Isolator接掺铒光纤signalpumppump图15.反向泵浦的WDM+Isolatorsignal接掺铒光纤HybridHybridvHybridHybrid分类分类根据图13中的功能集成方案，Hybrid有很多种类，此处仅列出几种无源集成Hybrid。WDM+Isolatorsignalsignal图16.Isolator+TapTapIsolator+TapHybridHybridWDM+Isolator+Ta
11、ppumpsignalsignal+pump图17.正向泵浦的WDM+Isolator+Tap接掺铒光纤Tapsignalpumppump图18.反向泵浦的WDM+Isolator+Tapsignal接掺铒光纤TapvHybridHybrid参数参数Hybrid兼有WDM和Isolator的参数，类型繁多，我们列举某些典型Hybrid产品参数，进行说明。HybridHybrid典型WDM+Isolator参数HybridHybridHybridHybrid典型Isolator+Tap参数Oplink WDM+Isolator+tap参数HybridHybridv光开关分类光开关分类机械式光开关
12、、MEMS光开关、热光开关、磁光开关、电光开关、声光开关、SOA（半导体光放大器）光开关、气泡光开关，等等。v光开关应用光开关应用可重构OADM、光环路保护、系统监控、光交叉连接。目前比较成熟的是机械式光开关，广泛用于光环路保护；SOA光开关最有希望达到纳秒级开关速度，用于分组交换，但尚不成熟。光开关光开关Mirror双光纤准直器图19.典型光开关方案固定棱镜可动棱镜准直器1 12 23 3图20.FOCI光开关方案光开关光开关v光开关参数光开关依其种类和端口数不同，参数差异很大，其中最主要的参数是寿命和重复性。此处仅列出JDS的1X2光开关参数。JDS的光开关参数光开关光开关光衰减器光衰减器
13、v光衰减器分类光衰减器分类固定光衰减器（Fixed Attenuator）、手调可变光衰减器（Variable Optical Attenuator，VOA）、电调可变光衰减器（Electrical VOA，EVOA）等。v光衰减器应用光衰减器应用光纤通信系统中用作功率衰减、DWDM系统中用作功率均衡、光纤CATV网中用作功率均衡、测试仪器。v光衰减器参数光衰减器参数光衰减器参数依其种类差异很大，主要有衰减范围、衰减精度、插入损耗、带宽等。此处列举几种衰减器参数。FOCI在线型固定光衰减器光衰减器光衰减器FOCI插座型固定光衰减器光衰减器光衰减器FOCI手调VOA参数光衰减器光衰减器光迅的EVOA参数光衰减器光衰减器