【正文】 光纖結(jié)構(gòu) ? 10–4 m 8 ? 10–6 m core 纖芯 – a hairthin glass fibre cladding 包 層 – smaller refractive index than the glass at inner core protective coating 涂覆層 Institude of Lightwave Technology按制造光纖的材料分： (1). 高純度熔石英光纖 傳輸損耗低 (2). 多組分玻璃纖維 纖芯－包層折射率可 在較大范圍內(nèi)變化， 易于制造大數(shù)值孔徑 的光纖。 測量過程 1 p 2 p ( ) ( ) A P P C a ? ? 10 1 2 log (dB) ? ? Institude of Lightwave Technology 光纖的連接常采用兩種辦法 一種是要求兩根光纖（纜）的連接固定、永久。 分子部分表示外部加強件的材料、固定方式： FC是金屬套筒，卡口螺旋 式； SC是插拔式，外殼為矩形； ST是彈簧帶鎖卡口結(jié)構(gòu)。 例： 這兩個低損耗波長 窗口可以容納 290 個 40Gb/s PSK信號 W D M 4 0 G b / s P S K1 0 0 G H z Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology點到點的波分復(fù)用系統(tǒng) 波分復(fù)用器 100 GHz間隔的 WDM信道頻譜 Institude of Lightwave Technology基于相位陣列的 WDM器件 相鄰波導(dǎo) 長度差 ?L 陣列波導(dǎo)光柵 AWG是 MZI的擴展 N N Institude of Lightwave Technology波分復(fù)用與解復(fù)用器 (WDM) 波分復(fù)用器 (合波器 ) ?1 ?2 ?3 ?1...n 解復(fù)用器 (分波器 ) ?1 ?2 ?3 ?1...n WDM是用于光纖通信的 FDM(頻分復(fù)用 )技術(shù)，其中，多個光信道是在單根光纖上以不同的光波波長承載的。 HL?a ?Ar / 6???? Institude of Lightwave Technology 隔離器的工作原理 入射光經(jīng)過輸入偏振器后變成垂直偏振光。 光譜儀的原理 Institude of Lightwave TechnologySingle pass monochromator ? Limited closein dynamic range ? Fast sweeping Institude of Lightwave Technology用單色儀進行波長掃描，同時 對輸出光功率進行檢測和記錄。如果其中一束光的相位由于某種因素的影響受到調(diào)制，則在干涉域中產(chǎn)生干涉。 Institude of Lightwave Technology法布里 — 珀羅干涉儀是多光束干涉。 Institude of Lightwave Technology光纖陀螺儀 Institude of Lightwave TechnologySagnac效應(yīng) c trr2t ?? ??? ? 順時針： 逆時針： 時間差： 光程差： ctrr2t ?? ??? ?ctrr2t ?? ??? ?222222cr4rcr4t ??????? ??c4AtcL ?????ΩλcπAΔΦ 8?相位差： Institude of Lightwave Technology速率級光纖陀螺已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用于機器人、地下建造隧道、管道路徑勘測裝置和汽車導(dǎo)航等對精度要求不高的場合。 Institude of Lightwave Technology最佳 導(dǎo) 航者 地 圖 羅盤 GPS 陀螺 儀 Institude of Lightwave Technology 陀螺儀，是一種用來傳感與維持方向的裝置，基于角動量守恒的理論設(shè)計出來的。 Institude of Lightwave Technology“ 正交狀態(tài)”是指干涉的兩臂光波間的相對相位為 90176。 相位檢測與光纖干涉儀 Institude of Lightwave Technology118 Institude of Lightwave Technology常數(shù)位相差恒定，振動方向相同，頻率相同，??????212121)3( ????AA21 AA( 2 )0。雙折射分離元件不僅能使入射光分離成相互正交的偏振光，而且兩者具有一定的分裂度，即在空間上可以分離開來。因此要在靠近這種光器件的輸出端放置隔離器，阻止反射光的影響。值得說明的是， APC連接器端面的傾斜面為 80。 連接器 Institude of Lightwave Technology芯徑失配 纖芯不同心 折射率分布失配 橫向偏移 軸向傾角 端面粗糙 （ a） （ b） 連接損耗機理 連接損耗產(chǎn)生的原因可歸為兩類：一類是光纖公差引起的固有損耗，如芯徑、折射率指數(shù)等的失配，如圖所示。他 們預(yù) 言 纖維 中的光損 失可以從每公里 1000分 貝 急 劇 降到不到20分 貝 ！ Institude of Lightwave Technologyn 要將雜質(zhì)降低到什么程度？ – 1ppm OH ,將導(dǎo)致 40dB/km 損耗 – 600ppb Cu 或 1ppm Fe，導(dǎo)致 120dB/km損耗 n 關(guān)鍵問題 : 如何在制造工藝上降低光纖中的雜質(zhì)含量？ ppm:百萬分之一 ppb:十億分之一 ppt:萬億分之一 Institude of Lightwave Technology光纖的透明度 ??? 光 纖 的最低 損 耗已低于 相當(dāng)于 傳 送 15公里 以后，光的 強 度 還 有原來的一半 比喻：假如海水的透明度與光纖相同，那么如果有一根針沉入 10公里深的海底，人在海面上可以把針看得非常清楚 Institude of Lightwave Technology衰減系數(shù)測量 measurement of attenuation coefficient n 衰減產(chǎn)生的原因 n 光纖衰減定義 n 光纖衰減的測量方法 （單模） Institude of Lightwave Technology衰減產(chǎn)生的原因 分子振動態(tài)的改變對光子 的吸收 (紅外吸收 ) 電子躍遷對光子 的吸收 (紫外吸收 ) 雜質(zhì)離子吸收 過渡金屬離子 OH（ , ） 散射損耗 Rayleigh散射（ ??4，由不可避免的 隨機密度波動引起 ） 芯 /包界面不規(guī)則 材料對光的本征吸收 彎曲損耗（宏觀、微觀） 非線性散射損耗（ SBS， SRS） 極限損耗 ? (dB/km) λ (μm) OH 吸收 紅外吸收 紫外吸收 Rayleigh散射 總損耗 Institude of Lightwave Technology光纖衰減 是對光信號在光纖中傳輸時能量損失的一種度量 ， 單位為 dB， 在工作波長為 λ時的衰減 A定義為： （ 1） 式中： 分別為光纖注入端和輸出端的光功率 。 在理想情況下 ?r = ?f，但是由于非全耗盡性中載流子擴散速度遠小于漂移速度，使得 ?r≠?f，