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1、第六章光纖無源及有源器件1光器件：光通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)2光無源器件定義：不需要外加能源驅(qū)動工作的光電子器件光纖連接器（固定、活動,FC/PC,FC/APC）光纖定向耦合器/分支器光分插復(fù)用器（OADM)光波分/密集波分復(fù)用器（WDM/DWDM)光衰減器（固定、連續(xù)）光濾波器（帶通、帶阻）光纖隔離器與環(huán)行器（偏振有關(guān)、無關(guān)）光偏振態(tài)控制器、光纖延遲線、光纖光柵3光有源器件定義：需要外加能源驅(qū)動工作的光電子器件半導(dǎo)體光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL)半導(dǎo)體光探測器(PD,PIN,APD）
2、光纖激光器（OFL:單波長、多波長）光放大器(SOA,EDFA)光波長轉(zhuǎn)換器(XGM,XPM,FWM)光調(diào)制器（EA）光開關(guān)/路由器4光器件與電器件的類比5光器件的應(yīng)用多波長光源DWDM光調(diào)制器光隔離器光耦合器光波長轉(zhuǎn)換光放大DWDM光色散補償光隔離器光環(huán)行器光波長轉(zhuǎn)換OADMDWDM光隔離器光環(huán)行器光開關(guān)可調(diào)諧濾波DWDMOXC光耦合器光調(diào)制解調(diào)6§6.1自聚焦透鏡7球透鏡與自聚焦透鏡1、均勻折射率分布材料2、依靠彎曲的光學(xué)界面實現(xiàn)光學(xué)成像3、通過非球面來克服像差，提高成像質(zhì)量1、漸變折射率分布材
3、料2、依靠光線軌跡的彎曲實現(xiàn)光學(xué)成像3、通過優(yōu)化折射率分布，提高成像質(zhì)量8自聚焦透鏡應(yīng)用：無源器件的耦合系統(tǒng)、復(fù)印機、傳真機、計算機光盤系統(tǒng)、攝影物鏡、顯微物鏡、醫(yī)用內(nèi)窺鏡等方面。9自聚焦透鏡的基本特征平方率折射率分布光線軌跡為cos或sin曲線從一點發(fā)出的不同角度的光線將會聚于另一點，形成“自聚焦”具有獨到特點：體積小、平端面超短焦距組合透鏡成像特性可以彎曲成像10直角坐標系中的射線方程111213光線的傳播軌跡14透鏡傳輸矩陣qdsdxdydz15近軸子午光線近似16透鏡傳輸矩陣17矩陣光學(xué)符號
4、公約(1)原點:頂點、主點或焦點(2)線段:以原點為基點,順光線傳播方向為正,反之為負;(3)角度:以光軸或端面法線為基軸,從基軸向光線轉(zhuǎn)動,順時針為負,逆時針為正;(4)標記:在成象圖中出現(xiàn)的幾何量(長度和角度)均取絕對值,正量直接標注,負量冠以“-"號之后標注。18透鏡成像矩陣19總成像矩陣利用透鏡傳輸矩陣S進行簡化:20GRIN透鏡的成像（I）21GRIN透鏡的成像（II）22GRIN透鏡的成像（III）23GRIN透鏡的成像（III）24GRIN透鏡的成像（IV）25GRIN透鏡的成像（V）
5、26透鏡成像性質(zhì)170129頁表6.227GRIN透鏡的應(yīng)用：準直-聚焦280.25Plens:onaxis290.25Plens：offaxis雙光纖準直器,波分復(fù)用器件30GRIN透鏡的應(yīng)用：光源耦合310.23Plens：anglecompress320.29Plens：faculacompress33自聚焦透鏡的重要特性重要性能參數(shù)：焦距：f=-1/[n0A1/2sin(A1/2L)]聚焦參數(shù)：A=2D/a2數(shù)值孔徑：NA=n0(2D)1/2節(jié)距：P=2p/A1/2成像特性：與透鏡長度有關(guān)：
6、1/4節(jié)距透鏡1/2節(jié)距透鏡0.23節(jié)距透鏡0.29節(jié)距透鏡34GRIN透鏡的應(yīng)用：準直-聚焦350.25Plens:onaxis單光纖準直器,光無源器件360.25Plens：offaxis雙光纖準直器,波分復(fù)用器件37GRIN透鏡的應(yīng)用：光源耦合380.23Plens：anglecompress390.29Plens：faculacompress40自聚焦透鏡的重要特性重要性能參數(shù)：焦距：f=-1/[n0A1/2sin(A1/2L)]聚焦參數(shù)：A=2D/a2數(shù)值孔徑：NA=n0(2D)1/2節(jié)距
7、：P=2p/A1/2成像特性：與透鏡長度有關(guān)：1/4節(jié)距透鏡1/2節(jié)距透鏡0.23節(jié)距透鏡0.29節(jié)距透鏡41§6.2光纖定向耦合器42§6.2.1耦合器的基本知識43耦合器的分類44§6.2.2耦合器的工作原理兩光纖的纖芯很接近時，光場導(dǎo)致介質(zhì)極化，模場互相滲透，發(fā)生耦合45平行光纖之間的耦合耦合波方程組：dR/dz-jdR=-jKS;dS/dz+jdS=-jKRAm=Rexp(-jdz);An=Sexp(jdz)失諧系數(shù)：d=(bn-bm)/2耦合系數(shù):K46耦合波方程組的解邊界條件:R(0)=
8、1,S(0)=047兩參數(shù)相同光纖的耦合d=0，R2(z)=cos2(Kz)S2(z)=sin2(Kz)耦合長度：Lc=p/2K耦合系數(shù)：2a2adn2n1n2n1n2可以通過控制平行光纖的長度以及兩光纖間距來控制耦合比48耦合長度耦合長度定義為對于確定波長的光信號功率從一根光纖100%耦合進入另一根光纖的最小長度。光信號功率耦合的強弱以及耦合長度取決于兩光纖纖芯的間距，間距越大耦合耦合長度就越長。耦合長度與傳輸?shù)牟ㄩL也緊密相關(guān)！不同波長的光具有不同的耦合長度。耦合長
