式中，K n1 / n0 。当=1, =1.46时，I Lf 0.32 dB 。 (3) 由于两根光纤纤心直径不同，数值孔径不同也会引起 光纤连接器损耗。

3.1.2
连接。
光纤固定连接器
光纤固定连接器的作用是使一对或几对光纤之间永久性的 制作固定接头的方法有熔接法、V形槽法、毛细管法、套 管法等。
第3章
常见光无源器件
燕山大学信息工程学院光电子系

第3章
常见光无源器件
光无源器件是光路的重要组成部分。 光无源器件与电无源器件有许多相似之处，电无源器件如 插头、开关、电容、电阻、电感等，是电路的重要组成部
分。常见的光无源器件有光纤连接器、光耦合器、光波分
复用器、光隔离器、光衰减器、光开关等。
1．熔接法
用熔接法制作固定连接器，是光纤固定连接的主要方法。
它采用加热的方法将光纤熔接在一起，只要操作得当，熔
接机设计合理，连接插入损耗很小，后向反射光近似为零， 可以得到非常理想的光纤固定接头。

3.1.2
光纤固定连接器
光纤加热和熔化的方法有三种，如图3.9所示。其特点如下： (1) 电弧熔接 (2) 氢氧焰熔接 (3) 激光熔接

3.1.1
光纤活动连接器
(3) 重复性和互换性
重复性是指光纤活动连接器多次插拔后，插入损耗的变化，
用dB表示。
互换性是指连接器各部件互换时，插入损耗的变化，也用 dB表示。

3.1.1
光纤活动连接器
影响光纤活动连接器插入损耗的因素很多，现简述如下： (1) 两个光纤纤心位置的错位，如图3.8所示。 实际有三种情况，即横向错位、角度倾斜和端面间隙。

3.1.1
光纤活动连接器
14
图3.7
套筒的结构与尺寸
套筒的精度要求是：内孔光洁度为 14 ；拔插力为
3.92 ~ 5.88 N。开口套筒使用弹性好的材料，如磷青铜、 铍青铜、氧化锆陶瓷等。

3.1.1
光纤活动连接器
光纤活动连接器结构上差别很大，品种也很多， 但按功能可分成如下几部分：

3.1.1
光纤活动连接器
2．主要性能指标及测试方法 (1) 插入损耗
插入损耗是指光信号通过活动连接器后，输出光功率相对 输入光功率的分贝数，其表达式为
I L 10lg P out / P in
(dB)
(3.1)
P 式中， out 为输出光功率。插入损耗 in 为输入光功率； P
一种型号的插头，由一种型号的转换器加上另外其他型号
的插头组成。 (4) 光缆跳线(Cable Jumper)：一根光缆两端面装上插 头，称为跳线。两个插头型号可以不同，可以是单心的， 也可以是多心的。
(5) 裸光纤转换器(Bare Fiber Adapter): 将裸光纤穿
入裸光纤转换器，处理好光纤端面，形成一个插头。
图3.9
光纤熔接方法

3.1.2
(1)电弧熔接
光纤固定连接器
用高压电极放电来加热光纤，使之熔融连接，电弧放电和 光纤的对准可以由微机控制，实现自动化操作。电弧熔接 是熔接法中应用广泛的方法。 (2)氢氧焰熔接
用于一些特殊的场合，如海底光缆的光纤熔接，其特点是 接头强度高，但火焰的控制较为困难。
2
3.1.2 光纤固定 连接器

3.1.1
光纤活动连接器
1．基本结构及工作原理
光纤活动连接器基本上是采用某种机械和光学结构，使两 根光纤的纤心对接，保证95％以上的光能通过连接器。
目前，活动连接器有代表性且正在使用的结构有以下几种，
如图3.1~图3.5所示。
图3.1
套管结构

3.1.1

光纤活动连接器

图3.2
双锥结构
图3.3
V形槽结构
图3.4
球面定心结构
图3.5
透镜耦合结构

3.1.1
光纤活动连接器
套管结构的核心是插针与套筒。 插针是一个带有微孔的精密圆柱体，其结构和主要尺寸 如图3.6所示。
图3.6
(1) 连接器插头(Plug Connector)：由插针体和若干外 部零件组成。 (2) 转换器或适配器(Adapter)：即插座，可以连接同型 号插头，也可以连接不同型号插头，可以连一对插头，也 可以连接几对插头或多心插头。

3.1.1
光纤活动连接器
(3) 转换器(Converter)：将某一种型号的插头变换成另
插针的结构与主要尺寸

3.1.1
光纤活动连接器
插针的精度要求是：外径不圆度小于0.0005 mm；外圆柱
面光洁度为 14 ；微孔偏心量小于 1 m ；插针端面为
球面，其曲率半径为20 ~ 60 mm。 套筒是与插针相配合的零件，它有两种结构，如图3.7所 示。
图3.8
光纤纤心位置的错位

3.1.1
光纤活动连接器
(2) 在两个光纤端面之间，由于存在不同的介质（如空
气），光在介质之间多次反射，产生损耗，称为菲涅耳反
射引起的损耗，其表达式为
16 K 2 10lg 4 (1 K )
I Lf
(3.3)
光无源器件遵守光学的基本理论，即光线理论和电磁场理
论。

第3章
1 3.1
常见光无源器件
光纤连接器
2
3.2
光 耦 合 器
3
3.3
光 隔 离 器

3.1
光纤连接器
光纤连接器可分为两大类：活动连接器和固定连接器。 1 3.1.1 光纤活动 连接器
越小越好。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

3.1.1
(2) 回波损耗
光纤活动连接器
回波损耗又称为后向反射损耗，是指光纤连接处，后向 反射光功率相对入射光功率的分贝数，其表达式为
RL 10lg Pr / P in
in r
(dB)
(3.2)
式中，P 为输入光功率；P 为后向反射光功率。回波 损耗越大越好。