9第五章 无源器件(2)光耦合器

《光纤通信系统》

第五章 光无源器件(1)

本节内容:光耦合器

光耦合器概述

光耦合器的结构与工作原理

理解!

光耦合器的性能参数

掌握!

与OC的区别 光耦合器和电路中的OC(Optical Coupler)是同一个概念吗？ 结构：发光器件和光敏器件组装在一起，构成 电—光—电的转换器件。 应用：光电隔离器、开关

a)结构

b)符号

光纤耦合器 光耦合器是具有多个输入端和多个输出端 的光纤汇接器件，它能使传输中的光信号在 特殊结构的耦合区发生耦合，并进行再分配， 实现光信号分路/合路的功能。 一般用M N来表示一个具有M个输入端和 N个输出端的光耦合器。

光耦合器分类功能不同 光功率分配器 工作原理不同 光波导型 拓扑结构不同 树型耦合器

熔锥光纤型 光波长分配器

微器件型

星型耦合器

光功率耦合器—Splitter

定义：对同一波长的光功率进行分路或合路 功能：光信号的分配、合成、提取、监控等。

N×N

1×N

2 2光纤耦合器输入功率 P0 P4 P3 P2 直通功率 P1

串扰

L锥形区域

W

L

耦合功率

耦合区域 锥形区域

Wd P P0 cos Cz K0 ( ) 2 1 U a C--耦合系数 2 2 c 2 2 P2 P0 sin Cz 2 n1 a V K1 (W )2

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。

被驱动光纤的相位总比驱动光纤的相位滞后 /2。

性能参数

插入损耗; 分光比; 附加损耗; 串音(隔离度)。

性能参数——插入损耗输入功率 直通功率 P3

P1

P4

性能参数——附加损耗输入功率 P1 直通功率 P3

P4

性能参数——分光比(耦合比)输入功率 P1 直通功率 P3

P2

P4

性能参数——串音(隔离度)输入功率 P1 直通功率 P3

P2

P4

光波长耦合器— Wavelength Coupler

如何将光功率按波长分开?

熔锥光纤型波长耦合器

P

P1

P2

0

1

2

光栅型波长耦合器 3 2 1

4

输入光

光 栅

光 栅