光器件概述
•作用: 实现光信号的连接、能量分路/合路、波长复用/解 复用、光路转换、能量衰减、方向阻隔、光-电-光转换、 光信号放大、光信号调制等功能。是构成光纤通信系统的 必备元件。光器件是具有上述一种功能的元器件的总称。
•类型：无源、有源 包括：光连接器、光衰减器、光耦合器、光复用器、光
隔离器、环行器、光滤波器、光解复用器、光调制器、光 开光、激光器、光检测器、光放大器、光波长转换器等
3.3.1
连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件， 主 要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或光纤线 路与其他光无源器件之间的连接。
项目 插入损耗/dB 重复性/dB 互换性/dB 反射损耗/dB
寿命（插拔次数）
工作温度/ºC
表 3.5 光纤连接器一般性能
型号或材料
FC型 PC型 不锈钢 陶瓷 不锈钢 陶瓷
性能 0.2~0.3
0.1
0.1
35~40 40~50
103 104
-20~+70 -40~+80
3.3.1 光连接器—Connector
技术指标：
插入损耗：光信号通过连接器之后，其输出光 功率相对输入光功率的比率的分贝数。
L 10 lg Pout (dB) Pin
回波损耗：动光纤的相位滞后/2。
P0
P1
•技术指标：
P3
P2
1、插入损耗：特定的端口到另一端 口路径的损耗。如从输入端口i到输 出端口j的路径中的插入损耗为：
Li j
10lg
Pi Pj
[dB]
2、附加损耗：输入功率对总的
输出功率的比值。
Le 10 lg
Pin dB
Pi
3、串扰：一个端口的输入信号与散 射或反射回另一个输入端口的光功率 间的隔离度。以22光纤耦合器为例：
串扰＝10
lg
P3 P0
[dB]
4、分光比或耦合比：输出
端口间光功率分配的百分比
SR
Pi
100%
Pi
散射矩阵表示法
以22耦合器为例,用散射矩阵(传播矩阵)S来分析:
输入场强
a1
S11 S21
S12
DWDM
• Thin film filters • Fiber gratings • Waveguides • Circulators • Interleavers • Mux/Demux
modules
Amplifiers
Switching
• Isolators • Tap couplers • Pump lasers • Gain equalizers • Attenuators • Integrated
•发展趋势：集成化、全光纤化
3.3 光无源器件
光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器
（Isolators & Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator
光纤通信原理与技术第三章
3.3 光无源器件
Components and Modules in DWDM Networks
Over 9000 Products
Transmission
• Source lasers • Modulators • Wavelockers • Receivers • Detectors • Tx/Rx modules
amplifiers • SOAs
• Optical Switches
• Circulators • Couplers • Add/drop
modules
3.3 光无源器件
光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器
（Isolators & Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator
Y型、X型22耦合器、1N型、MN型 结构：全光纤型、微光元件型、集成光波导型 功能：光信号的分配、合成、提取、监控等。
2
1
2
1
3
4
3
1、工作原理
消逝场耦合。
Put the cores close enough together to get a coupling effect All now depends on the length of the coupling section
（Isolators & Circulators） 3.3.4 光调制器Modulators 3.3.5 光开光Switches 3.3.6 光衰减器Attenuator
3.3.2 光耦合器—Coupler
定义：对同一波长的光功率进行分路或合路 性能指标：附加插入损耗、反射损耗和串扰 类型：
SC型：外壳采用工程 塑料，矩形结构，便于 密集安装，不用螺纹连
接，可以直接插拔。
FC型：螺纹连接。外 部材料为金属
•固定连接器—接头
包括：熔接法、V形槽法和套管法
3.3 光无源器件
光器件概述 3.3.1 光连接器Connector 3.3.2 光耦合器Coupler 3.3.3 光隔离器与环行器
2、基本结构－光纤型
•Common commercial devices
22光纤耦合器
输入功率 P0 P4
P3
串扰
L
锥形区域
直通功率 P1
Z 耦合区域
L 锥形区域
P2 耦合功率
P1 P0 cos2 Cz P2 P0 sin 2 Cz C--耦合系数
耦合区两纤芯中光功率随耦合区长度 的耦合交换规律。可根据耦合比要求， 决定拉伸长度，但拉锥长度太长，纤 芯变得过细后，将引起能量辐射，功 率降低，插入损耗明显增加。
光相对输入光的比率的分贝数。
LR
10 lg
PR Pin
(dB)
重复性和互换性
损耗 来源
•活动连接器
方法：利用精密陶瓷套筒准直纤芯
光纤
套管
插针 粘结剂
插入损耗目前水平0.2dB 减低反射技术：APC 类型：FC、 SC、 ST
其它：多芯光缆连接器、保偏光纤 连接器、密封型光纤连接器
ST型：采用带键的 卡口式锁紧机构，确 保连接时准确对中。