光纖課件ch5

1、第五章 光纜和光纖通信器件,5.1光纖的溫度特性和機(jī)械特性 5.2光纜的結(jié)構(gòu)和種類 5.3無(wú)源光器件 5.4發(fā)光二極管器件簡(jiǎn)介 5.5半導(dǎo)體激光二極管器件 5.6電檢測(cè)器件 5.7其它新型光通信器件簡(jiǎn)介,5.1光纖的溫度特性和機(jī)械特性,1光纖的溫度特性通常情況下，光纖的特性受溫度影響不大，但是在溫度很低時(shí)，損耗隨溫度降低而增加，尤其是在溫度非常低時(shí)，損耗急劇增加，所以高寒地區(qū)工作的光纜應(yīng)注意到這個(gè)特性。,產(chǎn)生這種現(xiàn)象

2、的原因是光纖的熱膨冷縮。構(gòu)成光纖的二氧化硅(SiO2)的熱膨脹系數(shù)很小，在溫度降低時(shí)幾乎不收縮。而光纖在成纜過(guò)程中必須經(jīng)涂覆和加上一些其他構(gòu)件，涂覆材料及其他構(gòu)件的膨脹系數(shù)較大，當(dāng)溫度降低時(shí)，收縮比較嚴(yán)重，所以當(dāng)溫度變化時(shí)，材料的膨脹系數(shù)不同，將使光纖產(chǎn)生微彎，尤其表現(xiàn)在低溫區(qū)。隨著溫度的降低，光纖的附加損耗逐漸增加，當(dāng)溫度降至-55℃左右，附加損耗急劇增加。因此，在設(shè)計(jì)光纖通信系統(tǒng)時(shí)，必須考慮光纜的高、低溫循環(huán)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)光

3、纖的損耗是否符合指標(biāo)要求。,,2光纖的機(jī)械特性目前構(gòu)成光纖的材料是SiO2，要被拉成125μm的細(xì)絲。在拉絲過(guò)程中，光纖的抗拉強(qiáng)度約為10～20kg/mm2如拉絲后立即在光纖表面進(jìn)行涂覆，抗拉強(qiáng)度可達(dá)400kg/mm2。這里所說(shuō)光纖的強(qiáng)度是指抗張強(qiáng)度，當(dāng)光纖受到的張力超過(guò)它的承受能力時(shí)，光纖就將斷裂對(duì)于光纖抗斷強(qiáng)度，它和涂覆層的厚度有關(guān)，當(dāng)涂覆厚度為5～10μm時(shí)，抗斷強(qiáng)度為330kg/   mm2只有強(qiáng)度符

4、合要求的光纖才能用來(lái)成纜。,,5.2 光纜的結(jié)構(gòu)和種類,由光纖的溫度特性和機(jī)械特性可知光纖必須制作成光纜才能使用。光纜線路在長(zhǎng)期使用中，必須經(jīng)受敷設(shè)安裝和長(zhǎng)期維護(hù)運(yùn)用的考驗(yàn)。因此，對(duì)光纜有如下基本要求： ① 不能因成纜而使光纖的傳輸特性惡化； ② 在成纜過(guò)程中光纖不斷裂； ③ 纜徑細(xì)、重量輕； ④ 便于施工和維護(hù),1光纜的基本結(jié)構(gòu)光纜由纜芯、加強(qiáng)元件和外護(hù)層組成。(1) 纜芯纜芯由光纖芯線組

5、成，它可分為單芯和多芯兩種。二次涂覆主要采用下列兩種保護(hù)結(jié)構(gòu)：① 緊套結(jié)構(gòu)② 松套結(jié)構(gòu),,兩種保護(hù)結(jié)構(gòu)如圖5-2-1所示,(2) 加強(qiáng)元件光纖材料比較脆，容易斷裂，為了使光纜便于承受敷設(shè)安裝時(shí)所加的外力等，因此在光纜中要加一根或多根加強(qiáng)元件位于中心或分散在四周。加強(qiáng)元件的材料可用鋼絲或非金屬的纖維——增強(qiáng)塑料(FRP)等。(3) 護(hù)層光纜的護(hù)層主要是對(duì)已經(jīng)成纜的光纖芯線起保護(hù)作用，避免由于外部機(jī)械力和環(huán)境影響造成

6、對(duì)光纖的損壞。,,2光纜的種類(1) 層絞式光纜(2) 單位式光纜(3) 骨架式光纜(4) 帶狀式光纜,,3幾種新型光纜簡(jiǎn)介(1) 常規(guī)光纜長(zhǎng)途通信光纜線路廣泛使用的是G·652常規(guī)單模光纜。這種光纜的光纖損耗在λ=1.55μm附近時(shí)最小，但色散較大約為18ps/(nm·km)；在λ=1.31μm損耗較小，約0.35dB/km色散幾乎為零。(2) 色散位移光纜色散位移光纜即是由色散

7、位移光纖DSF構(gòu)成的光纜。DSF是使單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散相互補(bǔ)償，在1.55μm附近總色散為零。色散位移光纜可以實(shí)現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)的大容量，超長(zhǎng)距離的傳輸。,,(3) 非零色散光纜它是由非零色散光纖NZDF構(gòu)成的光纜。在波分復(fù)用WDM技術(shù)中，DSF由于光纖的非線性效應(yīng)而產(chǎn)生四波混頻等現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題設(shè)計(jì)一種新型光纜。非零色散光纖NZDF，光纖工作波長(zhǎng)在1.54～1.565μm范圍內(nèi)，色散值不為零，但這個(gè)值較小約為

8、1.0～4.0ps/(km·nm)。和常規(guī)光纖相比，在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，色散和損耗都比較小，所以可以實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離的傳輸，又可以采用WDM技術(shù)。,,(4) 色散平坦光纜利用WDM技術(shù)，為了挖掘光纖的潛力，充分利用光纖的有效帶寬，在1.3～1.6μm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，都能夠保持低損耗和低色散，在相對(duì)比較寬的范圍內(nèi)得到平坦的低色散特性，設(shè)計(jì)一種新型光纖——色散平坦光纖DFF。由DFF構(gòu)成的光纜即是色散平坦光纜。DFF也是通過(guò)改變光

9、纖的折射率的方法實(shí)現(xiàn)在1.3～1.6μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的平坦的低色散。,,5.3無(wú)源光器件,在光纖通信系統(tǒng)中需要眾多的無(wú)源光器件，在光路中起著光纖連接、光功率分配、光信息的衰減、隔離和調(diào)制、光波分復(fù)用、光信道切換等作用。這些無(wú)源光器件包括連接器、分路器與耦合器、衰減器、隔離器、濾波器、波分復(fù)用器、光開關(guān)和調(diào)制器等。,1光纖的連接與光纖連接器光纖與光纖的連接有兩種：一種是永久性連接，另一種是活動(dòng)連接。光纖與光纖的永久性連接通常采用高

10、頻電弧放電熔接的方法。活動(dòng)連接是通過(guò)光纖連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖連接器的作用不僅實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間的活動(dòng)連接，還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備之間、設(shè)備與儀表之間、設(shè)備與光纖之間的活動(dòng)連接。,,光纖連接器的結(jié)構(gòu)種類很多，但大多用精密套筒來(lái)準(zhǔn)直纖芯，以降低損耗。光纖連接器又分多模連接器和單模連接器。接口類型有FC型、及SC型、ST等幾種類型。根據(jù)不同要求使用。,,2光纖分路器及耦合器 在光纖通信系統(tǒng)或光纖測(cè)試中，經(jīng)常要遇到需要從

11、光纖的主傳輸信道中取出一部分光，作為監(jiān)測(cè)、控制等使用，這就用到光纖分路器；也需要把兩個(gè)不同方向來(lái)的光信號(hào)合起來(lái)送 入一根光纖中傳輸，這就用光纖耦合器來(lái)完成。 分路器及耦合器按其結(jié)構(gòu)不同可分為棱鏡式和光纖式兩類。 光纖分路器及耦合器種類很多，有：Y型分路器、X型2×2定向耦合器、1×N及N×N星型耦合器等等。,,3光衰減器當(dāng)輸入光功率超過(guò)某一范圍時(shí)，為了使光接收機(jī)不產(chǎn)生失真

12、，或?yàn)榱藵M足光線路中某種測(cè)試的需要，就必須對(duì)輸入光信號(hào)進(jìn)行一定程度的衰減。目前常用的光衰減器主要采用金屬蒸發(fā)膜來(lái)吸收光能進(jìn)行光衰減，衰減量的大小與膜的厚度成正比。光衰減器可分為固定衰減器和可變衰減器兩種。,,4光隔離器某些光器件，像LD及光放大器等對(duì)來(lái)自連接器、熔接點(diǎn)、濾波器等的反射光非常敏感，并導(dǎo)致性能惡化。因此需要用光隔離器來(lái)阻止反射光。光隔離器是一種只允許單向光通過(guò)的無(wú)源光器件，其工作基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性。,,

13、5光開關(guān)光開關(guān)在光纖通信技術(shù)中作光路切換之用，如系統(tǒng)的主備切換等。光開關(guān)主要有兩大類，即機(jī)械式及波導(dǎo)式。機(jī)械式開關(guān)如圖5-3-6所示,,6光濾波器光濾波器在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用正在不斷擴(kuò)大，如波分復(fù)用系統(tǒng)中的波長(zhǎng)選擇、光放大器中的噪聲濾波等。光濾波器的種類很多，如干涉濾光片型、FP型、馬赫—曾特型、聲光型、電光型、光柵型及有源型等。目前用得較多的是干涉濾光片型及FP型。,,7波分復(fù)用器波分復(fù)用器把不同波長(zhǎng)的

14、光信號(hào)復(fù)合注入到一根光纖中；或者把復(fù)合的多波長(zhǎng)信號(hào)解復(fù)用，把不同波長(zhǎng)的信號(hào)分離出來(lái)。波分復(fù)用器的種類：有棱鏡色散型、衍射光柵型及干涉濾光型等，波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)：由光纖、分光元件和準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)組成,,5.4發(fā)光二極管器件簡(jiǎn)介,1發(fā)光二極管(LED)發(fā)光二級(jí)管(LED)于1962年發(fā)明，1968年用于光檢測(cè)，后用于通信。它的發(fā)光機(jī)理是電致發(fā)光，當(dāng)LED的PN結(jié)加上正向偏壓時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，PN結(jié)有源區(qū)注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合

15、而發(fā)光，發(fā)光過(guò)程是自發(fā)輻射。LED類型有：邊發(fā)光二極管(ELED)、面發(fā)光二極管(SLED)和超輻射發(fā)光二級(jí)管(SLD,2邊發(fā)光二極管(ELED)邊發(fā)光二極管即PN結(jié)平面與發(fā)光面垂直。為了使器件有好的光和載流子限制，大多采用雙異質(zhì)結(jié)(DH)結(jié)構(gòu)。邊發(fā)光二極管一般采用與LD相同條形結(jié)構(gòu)，一個(gè)端面鍍?nèi)瓷淠?，另一端鍍?cè)鐾?減反膜)取消諧振腔激光振蕩。,,邊發(fā)光二極管特點(diǎn)是：① 減小光束發(fā)散小，垂直于結(jié)平面方向發(fā)散角30

16、76;左右。比面發(fā)光二極管光束窄，從側(cè)面向光纖芯發(fā)射，易于和光纖耦合。② 相同注入電流下，有較小的載流子壽命，故調(diào)制帶比面發(fā)光二極管高(可達(dá)200MHz)。,,3面發(fā)光二極管(SLED)面發(fā)光二極管(SLED)即PN管面與發(fā)光面平行，SLED有如下特點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)電流較大，發(fā)光強(qiáng)度高，溫度特性較好；但帶寬較寬，單色性差。面發(fā)光二極管(SLED)的結(jié)構(gòu)如圖5-4-2所示,,4高速發(fā)光二極管對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要求LED有高的輸

17、出光功率和寬的調(diào)制帶寬。要想獲得大于300MHz的帶寬，必須增加二極管有源區(qū)中的復(fù)合(輻射和非輻射)速率，減少少子壽命是提高LED帶寬的有效途徑?？梢詮母咚貺ED設(shè)計(jì)制作和高速LED驅(qū)動(dòng)電路兩個(gè)方面來(lái)考慮。,,高速LED設(shè)計(jì)制作準(zhǔn)則(1)    高的注入電流和小的有源區(qū)面積(2)    有源區(qū)的重?fù)诫s(3) 利用雙分子復(fù)合效應(yīng) 高速LED驅(qū)動(dòng)電路LE

18、D驅(qū)動(dòng)電路的最佳設(shè)計(jì)對(duì)改善短距高速光纖通信的消光比和調(diào)制速度至關(guān)重要。一個(gè)完整的高速LED驅(qū)動(dòng)電路，除基本的驅(qū)動(dòng)電路功能外，還要加上輸入邏輯電平、保持電路和其它電路。,,5超輻射發(fā)光二極管 超輻射發(fā)光二極管(SLD)是一種介于激光二極管(LD)和發(fā)光二極管(LED)之間的半導(dǎo)體光源，它的出現(xiàn)和發(fā)展完全受到光纖陀螺的驅(qū)動(dòng)，并成為一種重要的光源。 短波SLD易于得到較大的功率輸出，而長(zhǎng)波SLD除具有更高的可靠性和

19、更長(zhǎng)的壽命外，還具有譜線寬和抗核輻射性能好的優(yōu)點(diǎn)。,,6LED組件LED組件由LED芯片、LED驅(qū)動(dòng)電路組成。對(duì)于高級(jí)LED組件，為了保證LED穩(wěn)定可靠工作，還配置溫控系統(tǒng)。,,5.5半導(dǎo)體激光二極管器件,1半導(dǎo)體激光器概述半導(dǎo)體激光器LD的原理是：在有源區(qū)中高摻雜的PN結(jié)在上由于外加電壓不斷注入電子，在PN結(jié)上形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，在有源區(qū)中產(chǎn)生受激輻射而發(fā)出激光。激光產(chǎn)生需要滿足三個(gè)條件：可實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布增益介質(zhì)

20、，如InGaAsP等三能級(jí)或四能級(jí)結(jié)構(gòu)；泵浦源(pump)給激光物質(zhì)提供能量光學(xué)諧振腔，通過(guò)增益介質(zhì)(有源區(qū))兩端的反射鏡實(shí)現(xiàn)正反饋。,2法布里－珀羅型半導(dǎo)體激光二極管法布里－珀羅(F－P)型激光二極管(LD)是最常見和最普通的LD，這種LD由外延生長(zhǎng)的有源層和有源層兩邊的限制層構(gòu)成，諧振腔由晶體的兩個(gè)解理面構(gòu)成。光纖通信的F－P型LD通常為雙異質(zhì)結(jié)(DH)LD，有源層可以是N型，也可以是P型。F－P LD在高速調(diào)制下，或

21、者在溫度和注入電流變化時(shí)，不再維持原來(lái)的激射模式，而出現(xiàn)模式跳躍和譜線展寬，這對(duì)于高速調(diào)制不利。為了維持單模，減小光譜展寬，所以必須研究動(dòng)態(tài)單模激光器。,,3分布反饋激光二極管和分布Bragg反射器激光二極管 (1) 分布反饋激光二極管分布反饋激光二極管(DFB LD)和F－P型激光二級(jí)管(F－P LD)的主要區(qū)別在于它沒(méi)有集總反射的諧振腔反射鏡，它的反射機(jī)構(gòu)是由有源區(qū)波導(dǎo)上的Bragg光柵提供的，這種反射機(jī)構(gòu)是一種分布式的反

22、饋機(jī)構(gòu)，因而得名分布反饋激光二極管。它的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通F－P LD，特別是Bragg光柵的選頻功能使得它具有非常好的單色性和方向性。此外，正因?yàn)樗鼪](méi)有使用晶體解理面作為反射鏡，使得它更容易集成化，在光電子集成電路(OEIC)中有著十分誘人的優(yōu)點(diǎn),,DFB LD的譜線寬度非常的窄。目前已成為中長(zhǎng)距離光纖通信應(yīng)用的主要激光器，特別在1.3μm和1.55μm光纖通信系統(tǒng)中。在光纖有線電視(CATV)傳輸系統(tǒng)中，DFB LD已成為不可替代的

23、光源。,,(2) 分布Bragg反射器(DBR)激光二級(jí)管分布Bragg反射器激光二極管(DBR LD)是為了克服分布反饋激光二極管(DFB LD)的一些缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，它的結(jié)構(gòu)是把周期性溝槽放在有源波導(dǎo)兩外側(cè)的無(wú)源波導(dǎo)上。在未來(lái)的通信和CATV共纖傳輸?shù)牟ǚ謴?fù)用(WDM)系統(tǒng)中，DBR LD倍受青睞，因?yàn)镈BR LD具有出色的寬帶波長(zhǎng)可調(diào)特性。它是LD光源的發(fā)展方向之一。,,4量子阱激光二極管 (1) 量子阱激光二級(jí)管的

24、能帶,,(2) 量子阱激光二極管的優(yōu)點(diǎn)閾值電流很低可達(dá)0.1mA以下；可在較高的溫度下工作；具有窄的譜線寬度和高的調(diào)制速度,5激光器組件 激光器組件是指在一個(gè)緊密結(jié)構(gòu)中(如管殼內(nèi))，除激光二極管(LD)芯片外，還配置其他元件和實(shí)現(xiàn)LD工作必要的少量電路塊的集成器件，其他元件和電路應(yīng)包括：(1) 光隔離器(2) 監(jiān)視光電二極管(3) 尾纖和連接器。(4) LD的驅(qū)動(dòng)電路 (5) 熱敏電阻 (6) 熱

25、電致冷器(TEC)(7) 自動(dòng)溫控電路(ATC)(8) 自動(dòng)功率控制電路(APC) ,,5.6電檢測(cè)器件,1光電檢測(cè)器類型光檢測(cè)器是光信號(hào)的接收器件，是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的一種有源器件。光量子檢測(cè)器可分為外光電效應(yīng)檢測(cè)器和內(nèi)光電效應(yīng)檢測(cè)器。,外光電效應(yīng)檢測(cè)器——大能量光子照射時(shí)，能使物體內(nèi)部電子逸出表面，該效應(yīng)稱為外光電效應(yīng)。有光電子管、光電倍增管、紅外變像管(紅外夜視儀)等。 內(nèi)光電效應(yīng)——當(dāng)投射到物

26、體光子能量不那么大，但是卻大于該物體材料所需的某一數(shù)值時(shí)，會(huì)由于這個(gè)能量的被吸收而在物體內(nèi)部產(chǎn)和電子—空穴時(shí)，光照后產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)叫光生載流子。 內(nèi)光電效應(yīng)器件從結(jié)構(gòu)上分類：(1)光電導(dǎo)型(2)光生伏打型(3)光磁電型(在光通信中較少使用)(4)PIN光電二極管(5)雪崩型光電二極管。,,光纖通信的檢測(cè)器，應(yīng)具備如下條件和要求才能完成光電轉(zhuǎn)換：(1) 高的光電轉(zhuǎn)換效率 (2) 足夠高的響應(yīng)速度，或有大的帶寬 (熱控測(cè)

27、器則不能)。(3) 高的接收靈敏度，即能控測(cè)極微弱的光信號(hào)，對(duì)此，檢測(cè)器應(yīng)有很低的噪聲，(與光電轉(zhuǎn)換效率相區(qū)別)。(4) 低的功耗和長(zhǎng)的壽命。,,2PIN光電二極管PIN光電二極管光纖通信應(yīng)用廣泛的器件。目前國(guó)產(chǎn)PIN光電二極管有：(1) Si-PIN管(用于0.8～0.9μm光纖通信系統(tǒng))(2) Ge-PIN管(用于1.31μm光通信系統(tǒng))， (3) InGaAsP-PIN管(用于1.31μm和1.55μm系

28、統(tǒng))PIN管常與FET構(gòu)成組件使用(Field Effect Transistor)廣泛用于通信工程上。PIN-FET組件既具有光檢測(cè)(光電轉(zhuǎn)換)功能又具有信號(hào)放大功能(低噪聲、高增益，功態(tài)范圍大)。,,3雪崩光電二極管(APD)它是帶內(nèi)增益的半導(dǎo)體管。采用APD優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)一個(gè)接收系統(tǒng)的噪聲主要來(lái)自于前置放大器和負(fù)載電阻的勢(shì)噪聲時(shí)，雪崩光電二極管內(nèi)部增益提供了一種增益信號(hào)，但在一定增益范圍內(nèi)不增加總噪聲功率的方法。從而提

29、高了系統(tǒng)的信噪比。雪崩光電二極管結(jié)構(gòu)種類：(1)保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)；(2)臺(tái)型結(jié)構(gòu)；(3)拉通型結(jié)構(gòu)。 ,,用于光纖通信的雪崩光電二極管：(1) 硅雪崩光由二極管(Si-APD)響應(yīng)光譜范圍：0.6～1.1μm(第一通光窗口)(0.85μm)量子效率因結(jié)構(gòu)不同而異：(2) 鍺雪崩光電二極管(Ge-APD)(第二窗口1.31μm)響應(yīng)光譜0.8～1.65μm；,,4肖特基光電二極管 肖特基光電二極管是利用肖

30、特基勢(shì)壘收集光生載流子的光電探測(cè)器。所謂肖特基勢(shì)壘就是指金屬和半導(dǎo)體相互接觸而在其界面處產(chǎn)生的勢(shì)壘。,,5集成光學(xué)光電探測(cè)器為適應(yīng)光電子集成電路(OEIC)的要求，人們正在探索適應(yīng)于單片集成的各種光波導(dǎo)探測(cè)器。從集成方法來(lái)看，有如下類型的探測(cè)器：·光波導(dǎo)Si探測(cè)器·外延長(zhǎng)InGaAs探測(cè)器·電吸收光波導(dǎo)探測(cè)器·離子注入探測(cè)器,,1光發(fā)射接收模塊光發(fā)射接收模塊是在光發(fā)射接

31、收組件基礎(chǔ)上出現(xiàn)的具有實(shí)用化的多功能組件。在一個(gè)相對(duì)緊密的結(jié)構(gòu)中包含了多少元器件或電路塊，即相對(duì)緊密結(jié)構(gòu)的集成單元數(shù)量，小的集成單元數(shù)稱之為組件，大的集成單元數(shù)稱之為模塊。,5.7其它新型光通信器件簡(jiǎn)介,以光發(fā)射為例，把在一個(gè)相對(duì)緊密結(jié)構(gòu)中包含了激光二極管、監(jiān)視光電二極管、光隔離器、熱電致冷器、溫度傳感器、控制電路、尾纖或連接器等且具有光發(fā)射功能的部件稱之為激光器組件；而激光器模塊是指在激光器組件內(nèi)還包含一定量的電路部分(如驅(qū)動(dòng)電路、

32、AGC電平檢測(cè)電路、VCA電路、電路狀態(tài)監(jiān)視電路等)的激光器組件。器件的模塊化已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。根據(jù)用途不同，模塊的種類也越來(lái)越多，但最基礎(chǔ)的模塊是光發(fā)射模塊、光接收模塊、光收發(fā)一體模塊、單纖雙向收發(fā)模塊或突發(fā)式模塊等。,,2光調(diào)制器在直接調(diào)制半導(dǎo)體激光二極管的過(guò)程中，由于啁啾特性存在，不僅使單個(gè)縱模的線寬展寬，而且在單模光纖中傳播時(shí)，在色散作用下將使非線性失真增大。這兩種不利的結(jié)果，將對(duì)光纖鏈路產(chǎn)生極其不利的影響。解

33、決的辦法是使用外調(diào)制器。光調(diào)制器廣泛應(yīng)用于外調(diào)制的光發(fā)射機(jī)和數(shù)據(jù)鏈路中，通過(guò)光調(diào)制器不僅可以改變光波的強(qiáng)度，而且還可調(diào)制光波的相位和偏振態(tài),,光調(diào)制器的主要種類有：LiNbO3光調(diào)制器半導(dǎo)體光調(diào)制器聚合物波導(dǎo)光調(diào)制器等等,,3光纖激光器和光放大器在目前Si基光纖和未來(lái)的中紅外光纖系統(tǒng)中，光纖激光器和放大器是潛力巨大的光有源器件。光纖激光器按其激射機(jī)理可分為稀土摻雜光纖激光器、光纖非線性效應(yīng)激光器、單晶光纖激光器、

34、塑料光纖激光器和光纖孤子激光器，其中以稀土摻雜光纖激光器的開發(fā)最為成熟，并已應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)。,,目前稀土摻雜光纖放大器按其摻雜元素和工作機(jī)理可分為鉺摻雜光纖放大器(EDFA)、鐠摻雜光纖放大器(PDFA)、銩摻雜光纖放大器(TDFA)和利用光纖非線性效應(yīng)的拉曼光纖放大器(RFA)，其中工作于1.55μm波段的EDFA已大量應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)；以TDFA和EDFA以及RFA和EDFA混合的系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)超帶寬合波傳輸。,,4光開關(guān)光

35、開關(guān)與光開關(guān)陣列是光纖通信系統(tǒng)重要的光器件，隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，特別是數(shù)據(jù)通信和密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的應(yīng)用，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?duì)可靠、靈活的網(wǎng)管產(chǎn)生了強(qiáng)烈的需求。DWDM在城域網(wǎng)和接入網(wǎng)應(yīng)用對(duì)具有插/分和交換功能的光開關(guān)的需要更加迫切。隨著網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向全光平臺(tái)，光域優(yōu)化、路由、保護(hù)和自愈的網(wǎng)絡(luò)功能已成為關(guān)鍵，這一切都離不開光開關(guān)。光開關(guān)的主要任務(wù)是切換光路， 光開關(guān)歸為四個(gè)大類，即機(jī)械式光開關(guān)、液晶光開關(guān)、電光式光開關(guān),,5波

36、分復(fù)用器件波分復(fù)用(WDM)就是按照一定波長(zhǎng)間隔，把若干路經(jīng)過(guò)調(diào)制的光信號(hào)通過(guò)波分復(fù)用器合并在一起，通過(guò)一根光纖來(lái)傳輸。習(xí)慣上把波長(zhǎng)間隔小于0.8nm稱為密波分復(fù)用(DWDM)。DWDM除了上面介紹的光器件外，還需要:(1)波分復(fù)用器，又稱合波器。(2)光分播復(fù)用器(OADM)，用于節(jié)點(diǎn)處，起上下信道作用。(3)解復(fù)用器，將前面的復(fù)用信號(hào)分開。(4)光交叉連接器，它是實(shí)現(xiàn)全光通信的關(guān)鍵等等。,,6光纖用戶接入器