光纖傳輸技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 04:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 850nm， 1310nm， 1550nm 第二傳輸窗口 第一傳輸窗口 1300 1550 850 紫外吸收 紅外吸收 瑞利散射 損 耗 (dB/km) 波 長 (nm) OH離子吸收峰 光纖損耗譜特性 損耗主要機理：材料吸收、瑞利散射和輻射損耗 第三傳輸窗口 在 ?m處最小損耗約為 光纖的色散與帶寬 ? 色散的概念 ? 色散的種類 ? 色散的描述 ? 幾種光纖中的色散 ? 脈沖展寬與帶寬 一、什么是光纖的色散？ ? 色散是光纖的一個重要的傳輸特性，指的是光信號沿著光纖傳輸過程中，由于不同成份的光的時間延遲不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。 ? 光纖中傳送的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分構(gòu)成的，它們有不同的傳播速度，將會引起脈沖波形的形狀發(fā)生變化。 ? 也可以從波形在時間上展寬的角度去理解，也就是光脈沖在光纖中傳輸，隨著傳輸距離的加大，脈沖波形在時間上發(fā)生了展寬，這種現(xiàn)象 ? 模式色散、模間色散、色度色散、材料色散、模內(nèi)色散、波導(dǎo)色散、偏振模色散 二、色散的種類 單模光纖的發(fā)展與演變 ? 最早實用化的是常規(guī)單模光纖 SMF( )，零色散波長在 1310nm，曾大量敷設(shè)，在光纖通信中扮演者重要的角色。 ? 對光纖損耗機理的研究表明，光纖在 1550nm窗口損耗更低，可以低于 ，幾乎接近光纖本征損耗的極限。如果零色散移到 1550nm，則可以實現(xiàn)零色散和最低損耗傳輸?shù)男阅?，為此，人們研制了色散位移光纖 DSF( )。設(shè)計思路是通過結(jié)構(gòu)和尺寸的適當(dāng)選擇來加大波導(dǎo)色散，使零色散波長從 1310nm移到1550nm。 第四部分 光纖無源器件 ? 光纖器件可分為無源和有源兩大類。 ? 兩者的主要區(qū)別在于，器件在實現(xiàn)本身功能的過程中，其內(nèi)部是否發(fā)生光電能量轉(zhuǎn)換。 ? 若發(fā)生光電能量轉(zhuǎn)換，則稱其為有源光器件，主要有（半導(dǎo)體）光源、光放大器和光電檢測器。 ? 若未發(fā)生光電能量轉(zhuǎn)換，即使也需要一些電信號的介入，也稱為無源光器件。 光無源器件的功能 ? 光無源器件是要消耗光信號的一定能量而實現(xiàn)光信號的連接、能量分路／合路、波長復(fù)用／解復(fù)用、光路轉(zhuǎn)換、能量衰減、反向阻隔等功能的器件。 ? 光纖無源器件是具有上述一種功能的元器件的總稱。 光無源器件的分類 ? 自聚焦透鏡 ? 光纖定向耦合器 ? 光隔離器與光環(huán)行器 ? 光纖光柵 ? 光纖連接器 一、自聚焦透鏡的特點 ? 傳統(tǒng)透鏡是通過控制透鏡表面的曲率，利用產(chǎn)生的光程差使光線匯聚成一點。 ? 自聚焦透鏡：利用折射率漸變使光線偏折，端面準直、耦合成像特性，小巧可微型化，便于加工，可以彎曲傳像、具有獨特的成像特性。 自聚焦透鏡 二、幾種重要的自聚焦透鏡及其應(yīng)用 ? ? 對于 1/4節(jié)距的自聚焦透鏡，當(dāng)從一端面輸入一束平行光時，經(jīng)過自聚焦透鏡后光線會匯聚在另一端面上。這種端面聚焦的功能是傳統(tǒng)曲面透鏡所無法實現(xiàn)的。 ? 準直：準直是聚焦功能的可逆應(yīng)用 ? 兩個自聚焦透鏡組合，分別用做準直和聚焦，這樣我們可在兩個自聚焦透鏡之間加入多種光學(xué)器件，例如：濾波片、偏振片、法拉第旋光器等等，來構(gòu)成多種光學(xué)無源器件。 ? 耦合： 由于自聚焦透鏡可以通過端面完成聚焦功能，加之其簡單的圓柱外型，使得它在進行光能量連接及轉(zhuǎn)換中有著很廣泛的用途。例如 :光纖和光源、光纖和光電探測器以及光纖和光纖之間的耦合等等。 ? ? 圖 8中 L1為光源或光纖到自聚焦透鏡端面的距離， Z為自聚焦透鏡的長度， L2為自聚焦透鏡端面到光纖的距離。為了使光源或光纖發(fā)出的光經(jīng)過自聚焦透鏡聚焦后能夠有效地耦合進光纖，需要調(diào)節(jié) L1 和 L2的距離來達到最佳耦合效率。但是，在實際耦合過程中，耦合效率要小于其理論值，其原因是耦合效率與器件的結(jié)構(gòu)和使用方法有直接的關(guān)系。 光纖定向耦合器 ? 光纖耦合器的作用 ? 光纖耦合器的分類 ? 光纖耦合器的結(jié)構(gòu) ? 光纖耦合器的制作方
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