(problem at high bit rates over long distances)
• Standard single-mode fiber:
– 1300 nm window 第h三a章s光纤lo通w信器e件st CD
光网络器件
• 光耦合透镜（自聚焦透镜、玻璃球透镜） • 光连接器与光耦合器 • 光隔离器与光环行器 • 光滤波与光波分复用器件 • 光起偏器与偏振控制器 • 光波长转换与光波长路由器件 • 光调制解调器（Optical Modem） • 光衰减器与光延时器件 • 光开关与光交叉连接器件 • 微光电机械芯片第三章光纤通信器件
• Components usually end up connected to a fibre for transmission. （器件与光纤相连 便于传输）
第三章光纤通信器件
微光学器件(Microoptics)
• 器件由传统的光学元件，如透镜、棱镜、 衍射光栅等，装配而成
• 尺寸小，精度高 • 装配难度高，机械程度低 • 较昂贵
网络：Networks 系统：Systems 模块：Modules 器件：Devices 元件：Component• 微光学（Microoptics) technology • 平面波导（Planar waveguide）技术 • 微光电机械(Micro-Optic-Electronic-
第三章光纤通信器件
光电变换器件
• F-P腔激光二极管(LD) • 分布反馈布拉格激光器(DFB) • 分布布拉格反射激光器(DBR) • 外腔激光器与Q开关激光器 • 发光二极管(LED) • 光纤激光器(OFL) • 垂直腔表面发射激光器(VCSEL)
• 多波长光源与波长可调谐激光器
• 光电探测器(PD、PIN、APD)
第三章光纤通信器件
平面波导技术
• 采用半导体芯片制造技术，由硅或其它 半导体材料在平板上所形成的器件 （Devices are constructed on the surface of a flat piece of material such as silica or semiconductor crystal using the techniques of semiconductor chip manufacturing)
第三章光纤通信器件
光调制器件
• 幅度调制
– 机械调制 – 电光调制 – 直接调制 – 电吸收光调制(EA)
• 相位调制 • 偏振调制 • 光电集成芯片(OEIC) • 光子集成芯片(PIC)
第三章光纤通信器件
光放大器件
• 掺铒光纤放大(EDFA) • 掺镨光纤放大(PDFA) • 掺钕光纤放大(NDFA) • 分布式光纤放大
第三章光纤通信器件
光器件与电器件的类比
电线 电阻 二极管 放大器 滤波器 电接插件 开关
光纤 光衰减器 光隔离器 光放大器 光滤波器 光连接器 光开关
调制器
光调制器
三通（多通） 光耦合器
混频器
光波分复用器
频率转换器 光波长转换器
电载波
光载波
探头
光探测器
集成电路
集成光路
第三章光纤通信器件
光器件的应用
光放大 DWDM 光色散补偿 光隔离器 光环行器
光波长转换
OADM DWDM 光隔离器 光环行器
光开关
多波长光源
DWDM 光调制器 光隔离器 光耦合器 光波长转换
第三章光纤通信器件
可调谐滤波
DWDM OXC 光耦合器 光调制解调
光器件的分类
• 光电变换器件 • 光开关与调制器件 • 光放大器件 • 光色散补偿器件 • 光网络器件
第三章 光纤通信器件
第三章光纤通信器件
光器件： 光通信网络的基础
关 键 技 术 ： SDH
AT M
TDM
W DM
TDM
W DM
传
交
接
用
输
换
入
户
网
网
网
网
支撑基础：
光有源器件
光无源 器件
第三章光纤通信器件
光有源器件
定义：需要外加能源驱动工作的光电子器件 –半导体光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL) –半导体光探测器(PD,PIN,APD） –光纤激光器（OFL:单波长、多波长） –光放大器(SOA,EDFA) –光波长转换器(XGM,XPM,FWM) –光调制器（EA） –光开关/路由器
第三章光纤通信器件
光源和光接收器/Light-emitting Diode (LED)
• 原理：半导体PN结发光（自发辐射光）
• 光谱：宽带光谱
– 喇曼光纤放大(SRFA) – 布里渊光纤放大(SBFA) • 半导体光放大(SOA)
第三章光纤通信器件
光色散补偿器件
• 色散控制
– 色散位移单模光纤 – 非零色散位移单模光纤 – 大有效截面单模光纤 – 色散平坦单模光纤
• 色散补偿
– 色散补偿光纤模块 – SOA色散补偿 – 光纤光栅色散补偿
第三章光纤通信器件
光无源器件
定义：不需要外加能源驱动工作的光电子器件 –光纤连接器（固定、活动,FC/PC,FC/APC） –光纤定向耦合器/分支器 –光分插复用器（OADM) –光波分/密集波分复用器（WDM/DWDM) –光衰减器（固定、连续） –光滤波器（带通、带阻） –光纤隔离器与环行器（偏振有关、无关） –光偏振态控制器、光纤延迟线、光纤光栅
Mechanic）技术
第三章光纤通信器件
光纤技术（Fibre Technology）
• Fibre is not only a transmission medium. （光纤不仅仅是传输媒体）
• Many devices such as amplifiers and filters can be made from fibre. （许多器件 是由光纤制成，如光纤放大器、滤波器等）
• 色散管理
第三章光纤通信器件
光色散补偿器件
色散补偿说明：
• Different wavelengths travel at slightly different speeds
(this effect is called “Chromatic Dispersion”)
• Chromatic dispersion causes pulse broadening