常見光無源器件1

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1、第3章常見光無源器件www.ysu.edu.cn第3章常見光無源器件光無源器件是光路的重要組成部分。光無源器件與電無源器件有許多相似之處，電無源器件如插頭、開關(guān)、電容、電阻、電感等，是電路的重要組成部分。常見的光無源器件有光纖連接器、光耦合器、光波分復(fù)用器、光隔離器、光衰減器、光開關(guān)等。光無源器件遵守光學(xué)的基本理論，即光線理論和電磁場理論。www.ysu.edu.cn3.1光纖連接器13.2光耦合器23.3光隔離器3第3章常見光無源器件www.ysu.edu.cn3.1光纖連接器光纖連接器可分為兩大類：活動連接器和固定連接器。13.1.1光纖活動

2、連接器23.1.2光纖固定連接器www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器1．基本結(jié)構(gòu)及工作原理光纖活動連接器基本上是采用某種機(jī)械和光學(xué)結(jié)構(gòu)，使兩根光纖的纖心對接，保證95％以上的光能通過連接器。目前，活動連接器有代表性且正在使用的結(jié)構(gòu)有以下幾種，如圖3.1~圖3.5所示。圖3.1套管結(jié)構(gòu)www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器圖3.2雙錐結(jié)構(gòu)圖3.4球面定心結(jié)構(gòu)圖3.3V形槽結(jié)構(gòu)圖3.5透鏡耦合結(jié)構(gòu)www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器套管結(jié)構(gòu)的核心是插針與套筒。插針是一個帶有微孔的精密圓柱體，其結(jié)構(gòu)和主要尺

3、寸如圖3.6所示。圖3.6插針的結(jié)構(gòu)與主要尺寸www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器插針的精度要求是：外徑不圓度小于0.0005mm；外圓柱面光潔度為；微孔偏心量小于；插針端面為球面，其曲率半徑為20~60mm。套筒是與插針相配合的零件，它有兩種結(jié)構(gòu)，如圖3.7所示。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器圖3.7套筒的結(jié)構(gòu)與尺寸套筒的精度要求是：內(nèi)孔光潔度為；拔插力為3.92~5.88N。開口套筒使用彈性好的材料，如磷青銅、鈹青銅、氧化鋯陶瓷等。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器光纖活動連接器結(jié)構(gòu)上差

4、別很大，品種也很多，但按功能可分成如下幾部分：(1)連接器插頭(PlugConnector)：由插針體和若干外部零件組成。(2)轉(zhuǎn)換器或適配器(Adapter)：即插座，可以連接同型號插頭，也可以連接不同型號插頭，可以連一對插頭，也可以連接幾對插頭或多心插頭。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器(3)轉(zhuǎn)換器(Converter)：將某一種型號的插頭變換成另一種型號的插頭，由一種型號的轉(zhuǎn)換器加上另外其他型號的插頭組成。(4)光纜跳線(CableJumper)：一根光纜兩端面裝上插頭，稱為跳線。兩個插頭型號可以不同，可以是單心的，也可

5、以是多心的。(5)裸光纖轉(zhuǎn)換器(BareFiberAdapter):將裸光纖穿入裸光纖轉(zhuǎn)換器，處理好光纖端面，形成一個插頭。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器2．主要性能指標(biāo)及測試方法(1)插入損耗插入損耗是指光信號通過活動連接器后，輸出光功率相對輸入光功率的分貝數(shù)，其表達(dá)式為(dB)(3.1)式中，為輸入光功率；為輸出光功率。插入損耗越小越好。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器(2)回波損耗回波損耗又稱為后向反射損耗，是指光纖連接處，后向反射光功率相對入射光功率的分貝數(shù)，其表達(dá)式為(dB)(3.2)式中，為輸

6、入光功率；為后向反射光功率?；夭〒p耗越大越好。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器(3)重復(fù)性和互換性重復(fù)性是指光纖活動連接器多次插拔后，插入損耗的變化，用dB表示?；Q性是指連接器各部件互換時，插入損耗的變化，也用dB表示。www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器影響光纖活動連接器插入損耗的因素很多，現(xiàn)簡述如下：(1)兩個光纖纖心位置的錯位，如圖3.8所示。實際有三種情況，即橫向錯位、角度傾斜和端面間隙。圖3.8光纖纖心位置的錯位www.ysu.edu.cn3.1.1光纖活動連接器(2)在兩個光纖端面之間，由于存在不

7、同的介質(zhì)（如空氣），光在介質(zhì)之間多次反射，產(chǎn)生損耗，稱為菲涅耳反射引起的損耗，其表達(dá)式為(3.3)式中，。當(dāng)=1,=1.46時，。(3)由于兩根光纖纖心直徑不同，數(shù)值孔徑不同也會引起光纖連接器損耗。www.ysu.edu.cn3.1.2光纖固定連接器光纖固定連接器的作用是使一對或幾對光纖之間永久性的連接。制作固定接頭的方法有熔接法、V形槽法、毛細(xì)管法、套管法等。1．熔接法用熔接法制作固定連接器，是光纖固定連接的主要方法。它采用加熱的方法將光纖熔接在一起，只要操作得當(dāng)，熔接機(jī)設(shè)計合理，連接插入損耗很小，后向反射光近似為零，可以得到非常理想的光纖固定

8、接頭。www.ysu.edu.cn3.1.2光纖固定連接器光纖加熱和熔化的方法有三種，如圖3.9所示。其特點如下：(1)電弧熔接(2)氫