【正文】 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology四、賽格納克 (Sagnac)光纖干涉儀 干涉儀裝在一個(gè)可繞垂直于光束平面軸旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，且平臺(tái)以角速度 Ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)賽格納克效應(yīng)，兩束傳播方向相反的光束到達(dá)光探測(cè)器的延遲不同。對(duì)于一個(gè)相位調(diào)制干涉型光纖傳感器，敏感光纖和干涉儀缺一不可。 Institude of Lightwave Technology 隔離器是一種只允許光單方向傳輸?shù)钠骷? 另一種是光纖與光發(fā)射機(jī)（附帶尾纖）、光接收機(jī)或儀表之間的連接，或者是與另一根光纖暫時(shí)性的連接，就要用到連接器。 3. 響 應(yīng) 速度 Institude of Lightwave Technologyddvwt??載流子漂移速度耗盡區(qū)寬度一般在耗盡區(qū)高電場(chǎng)的情況下，光生載流子可以達(dá)到散射的極限速度。 Institude of Lightwave Technology光功率 — 電流特性 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave TechnologyLD、 SLD、 LED、 ASE比較 n LD： 輻 射 ，因此 功率非常高 ； FP腔的 篩選 作用，因此 輸 出光的 頻譜 很窄 ，光源相干性好。 n SLD： 輻 射， 輸 出 功率很高 ； FP腔的 篩選 作用（ 這 是它跟激光器的最大不同）， 輸 出光的頻譜較寬 ，在幾十 nm。 例如：耗盡層為 10 ?m的 Si光電二極管 電場(chǎng)強(qiáng)度： 20220 V/cm 電子最大速度： x 106 cm/s 空穴最大速度： x 106 cm/s 極限響應(yīng)時(shí)間： ~ ns 光載流子渡越時(shí)間 耗盡區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的光生載流子 Institude of Lightwave Technology光載流子擴(kuò)散時(shí)間 耗盡區(qū)外產(chǎn)生的光生載流子 p區(qū)或 n區(qū)產(chǎn)生的載流子 向耗盡區(qū)擴(kuò)散 在耗盡區(qū)內(nèi)漂移到電極 存在問(wèn)題：較長(zhǎng)的擴(kuò)散時(shí)間會(huì)影響光電二極管的響應(yīng)時(shí)間 解決辦法：盡量擴(kuò)大耗盡層寬度 擴(kuò)散速度 漂移速度 Institude of Lightwave Technology當(dāng)檢測(cè)器受到階躍光脈沖照射時(shí)，響應(yīng)時(shí)間可使用輸出脈沖的上升時(shí)間 ?r和下降 ?f 時(shí)間來(lái)表示。 連接器是易出故障的器件，也是用途最廣泛的無(wú)源器件，我們有必要對(duì)其結(jié)構(gòu)性能等有所了解。 光纖通信系統(tǒng)中的很多光器件如激光器，光放大器對(duì)來(lái)自連接器，熔接點(diǎn)，濾波器的反射光非常敏感，反射光將導(dǎo)致它們的性能惡化，例如半導(dǎo)體激光器的線寬受反射光的影響會(huì)展寬或壓縮，甚至可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)。敏感光纖完成相位調(diào)制任務(wù)，干涉儀完成相位 — 光強(qiáng)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。 若平臺(tái)以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則順時(shí)針?lè)较騻鞑サ墓廨^逆時(shí)針?lè)较騻鞑サ墓庋舆t。根據(jù)光束干涉的原理 透射的干涉光強(qiáng)的最大值與最小值之比 R 1 F ?? Institude of Lightwave Technology它與一般法布里 —珀羅干涉儀的區(qū)別在于以光纖光程代替空氣光程，以光纖特性變化來(lái)調(diào)制相位代替以傳感器控制反射鏡移動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)相。 Institude of Lightwave Technology色散 Institude of Lightwave Technology色散 Institude of Lightwave Technologyo P 焦距 f 縫平面 G 透鏡L d ??k=0 k=1 k=2 k=3 k=1 k=2 k=3 Institude of Lightwave Technology衍射光柵 Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology Institude of Lightwave Technology光功率的檢測(cè) 光纖損耗的檢測(cè) 光譜的檢測(cè) 光相位的檢測(cè) Institude of Lightwave Technology 光纖相位傳感器要求有相應(yīng)的干涉儀來(lái)完成相位檢測(cè)過(guò)程。可以將每個(gè)波長(zhǎng)想象成可以攜帶數(shù)據(jù)的紅外范圍內(nèi)不同顏色的光。在光纜施工中，因?yàn)橐槐P(pán)光纜的長(zhǎng)度一般在 2km以內(nèi)，所以兩根光纜的接續(xù)要采用熔接機(jī)將它們?nèi)廴谙噙B。 影響這三個(gè)因素的參數(shù)有：耗盡區(qū)寬度w、吸收系數(shù) as、等效電容、等效電阻等。 n 理想的超輻射光是一種相位不一致的非相干光。 n LED： 發(fā)輻 射， 輸 出 功率很低 ； 出光 頻譜較寬 ，也在幾十 nm。 在理想情況下 ?r = ?f，但是由于非全耗盡性中載流子擴(kuò)散速度遠(yuǎn)小于漂移速度，使得 ?r≠?f，造成脈沖不對(duì)稱。 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(jī)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。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。 相位檢測(cè)與光纖干涉儀 Institude of Lightwave Technology118 Institude of Lightwave Technology常數(shù)位相差恒定，振動(dòng)方向相同，頻率相同，??????212121)3( ????AA21 AA( 2 )0。 Institude of Lightwave Technology最佳 導(dǎo) 航者 地 圖 羅盤(pán) GPS 陀螺 儀 Institude of Lightwave Technology 陀螺儀，是一種用來(lái)傳感與維持方向的裝置，基于角動(dòng)量守恒的理論設(shè)計(jì)出來(lái)的。 Institude of Lightwave Technology法布里 — 珀羅干涉儀是多光束干涉。 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(jìn)行波長(zhǎng)掃描，同時(shí) 對(duì)輸出光功率進(jìn)行檢測(cè)和記錄。 例： 這兩個(gè)低損耗波長(zhǎng) 窗口可以容納 290 個(gè) 40Gb/s PSK信號(hào) 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(diǎn)到點(diǎn)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(zhǎng)度差 ?L 陣列波導(dǎo)光柵 AWG是 MZI的擴(kuò)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