最新北大光纤通信课件:8元器件 (2)精品课件.ppt
《最新北大光纤通信课件:8元器件 (2)精品课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新北大光纤通信课件:8元器件 (2)精品课件.ppt(36页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、北大光纤通信课件:北大光纤通信课件:8 8元器元器件件 (2) (2)2一、光纤光栅(一、光纤光栅(3-p281-9)光纤光栅的折射率沿长度方向呈现周期性变化,导致光波沿光纤传输光纤光栅的折射率沿长度方向呈现周期性变化,导致光波沿光纤传输时相位变化,分为光纤时相位变化,分为光纤布拉格光栅布拉格光栅(FBG)和)和长周期光栅长周期光栅(LPG)两类。)两类。如果输入光纤的光波长和折射率的周期性之间满足一定的条件,则输如果输入光纤的光波长和折射率的周期性之间满足一定的条件,则输入光将被反射。这个条件就是入光将被反射。这个条件就是“布拉格布拉格”条件。条件。如果输入光的波长为如果输入光的波长为 1.
2、5 m,平均折射率为平均折射率为 1.5,则光栅的周期约为,则光栅的周期约为 0.5 m。就工作原理而言,光纤光栅与就工作原理而言,光纤光栅与 DFB 激光器中的分布反馈腔相同。激光器中的分布反馈腔相同。8、元器件、元器件5月24日-6月7日n2z 传输方向n 折射率z 传输方向n 折射率9对数字脉冲信号进行整形的基本法方之一就是将信号放大后再限幅。对数字脉冲信号进行整形的基本法方之一就是将信号放大后再限幅。现在,光放大已经不成问题,因此研制出光的限幅器件将是全光信号处理现在,光放大已经不成问题,因此研制出光的限幅器件将是全光信号处理技术的重大进步。技术的重大进步。应当注意,信号的衰减是线性变
3、换,信号的限幅是非线性变换。因此,应当注意,信号的衰减是线性变换,信号的限幅是非线性变换。因此,限幅器件一定要利用非线性效应。限幅器件一定要利用非线性效应。放大后的脉冲:波形呈三角形,上升、下降时间不变。限幅整形后:波形接近于矩形,上升、下降时间缩短。8、元器件、元器件5月24日-6月7日原始脉冲:波形呈三角形,上升、下降时间长。10非均匀周期光栅非均匀周期光栅:光栅的失谐量:光栅的失谐量 ( ( ) ) 或正向、反向波耦合系数或正向、反向波耦合系数 中的一个或两与坐标中的一个或两与坐标 z 有关。有关。啁啾光栅啁啾光栅折射率变化的周期是非均匀的折射率变化的周期是非均匀的色散补偿,脉冲压缩色散
4、补偿,脉冲压缩z 传输方向n 折射率色散补偿f1 f2 f3 f4132f4环行器f3匹配负载f2f1tPtP8、元器件、元器件5月24日-6月7日11非均匀周期光纤光栅非均匀周期光纤光栅:光栅的失谐量光栅的失谐量 ( ) 或正向、反向波耦合系数或正向、反向波耦合系数 中的一个或两个中的一个或两个与传输方向的坐标与传输方向的坐标 z 有关。有关。取样光栅取样光栅DFB 激光器的有源区内有取样光栅,用它形成分布反馈谐振腔。激光器的有源区内有取样光栅,用它形成分布反馈谐振腔。1/4波长相移波长相移z 传输方向传输方向n 折射率折射率8、元器件、元器件5月24日-6月7日12光子晶体光纤:光子晶体光
5、纤:PCF(photonic crystal fiber)是在石英光纤中沿长度)是在石英光纤中沿长度方向方向(纵向)(纵向)上规则地排列空气孔,从光纤的端面看,存在周期性的二维光上规则地排列空气孔,从光纤的端面看,存在周期性的二维光子晶体结构。光纤的中心有缺陷态,光可以沿着空心或缺陷态传输。子晶体结构。光纤的中心有缺陷态,光可以沿着空心或缺陷态传输。纵向均匀,横向周期性结构。相对于普通光纤,光子晶体光纤具有特纵向均匀,横向周期性结构。相对于普通光纤,光子晶体光纤具有特殊的色散特性和非线性特性。(殊的色散特性和非线性特性。(3-p310 图图1.24)8、元器件、元器件5月24日-6月7日13光
6、子晶体光纤:可以具有以下特点:光子晶体光纤:可以具有以下特点:1)低传输损耗,目标)低传输损耗,目标 0.05dB/km,现在,现在1.72dB/km;2)在很宽的频率范围内支持单模传输,通过合理的设计可以支持任)在很宽的频率范围内支持单模传输,通过合理的设计可以支持任何波长光波的单模传输;何波长光波的单模传输;3)光子晶体光纤的纤芯面积可能大于传统光纤纤芯面积的)光子晶体光纤的纤芯面积可能大于传统光纤纤芯面积的 10 倍左右,倍左右,这样就可在不出现非线性的前提下,允许较高的入射光功率;这样就可在不出现非线性的前提下,允许较高的入射光功率;4)可灵活地设计色散和色散斜率,提供宽带色散补偿,可
7、以把零色)可灵活地设计色散和色散斜率,提供宽带色散补偿,可以把零色散波长的位置移到散波长的位置移到 1.0 m以下。光子晶体可以制作全新原理的高性能光学以下。光子晶体可以制作全新原理的高性能光学器件,在光通信领域也可能有重要应用,被认为是新一代的光电子材料。器件,在光通信领域也可能有重要应用,被认为是新一代的光电子材料。5)综合利用光子晶体的各种性能,可以制作全反射镜、无阈值激光)综合利用光子晶体的各种性能,可以制作全反射镜、无阈值激光器、光波导、光偏振器、光开关、光放大器、光聚焦器,等等。器、光波导、光偏振器、光开关、光放大器、光聚焦器,等等。目前关于光子晶体的研究,还处在实验室制作阶段以及
8、理论分析阶段,目前关于光子晶体的研究,还处在实验室制作阶段以及理论分析阶段,离实用有一定的距离,主要障碍是制备工艺和生产成本。离实用有一定的距离,主要障碍是制备工艺和生产成本。8、元器件、元器件5月24日-6月7日14光纤耦合器光纤耦合器 光纤连接器光纤连接器(适配器)(适配器)接头接头-法兰盘法兰盘(单模(单模/多模)多模)8、元器件、元器件5月24日-6月7日陶瓷陶瓷/金属金属套筒套筒陶瓷插针陶瓷插针光纤光纤FC/PC-UPC-SPCFC/APCFC-FC技术指标:技术指标:1、损耗(、损耗(0.10.5dB)2、反射损耗(、反射损耗(2880dB)3、寿命(数千次)、寿命(数千次)15光
9、纤连接器(适配器)光纤连接器(适配器)8、元器件、元器件5月24日-6月7日陶瓷陶瓷/金属套筒金属套筒陶瓷插针陶瓷插针光纤光纤16光纤连接器(适配器)光纤连接器(适配器)接头接头8、元器件、元器件5月24日-6月7日17光纤连接器(适配器)光纤连接器(适配器)接头(接头(单模单模/多模)多模)8、元器件、元器件5月24日-6月7日FC/PC-UPC-SPCFC/APCSC/PCSC/APCSTLCMU反射损耗反射损耗 284050dB反射损耗反射损耗 60dB6-8斜角斜角绿色外套绿色外套18光纤连接器(适配器)光纤连接器(适配器)APC 接头接头(单模)(单模)8、元器件、元器件5月24日-
10、6月7日FC/APCSC/APC陶瓷陶瓷/金属套筒金属套筒陶瓷插针陶瓷插针光纤光纤6-8斜角斜角反射损耗反射损耗 60dB6-8斜角斜角绿色外套绿色外套19光纤连接器(适配器)光纤连接器(适配器)法兰盘法兰盘单模单模-套筒套筒-氧化铝氧化铝/氧化锆氧化锆多模多模-套筒套筒-金属金属8、元器件、元器件5月24日-6月7日SC-SCFC-FCST-STMU-MUSC-FCSC-FC20陶瓷陶瓷/金属套筒金属套筒陶瓷插针陶瓷插针光纤光纤保偏光纤连接器(适配器)保偏光纤连接器(适配器)接头接头8、元器件、元器件5月24日-6月7日FC/PC-UPC-SPCFC/APC技术要求:技术要求:1、慢轴对缺口
11、、慢轴对缺口2、低档:误差、低档:误差 30(额外插入损耗)(额外插入损耗)3、高档:误差、高档:误差 3慢轴慢轴21连续波光纤激光器连续波光纤激光器光纤放大器光纤放大器(SOA/EDFA)中加入适当的反馈机制,就可以构成光中加入适当的反馈机制,就可以构成光纤激光器。纤激光器。8、元器件、元器件5月24日-6月7日反馈信号光反馈信号光掺铒光纤掺铒光纤输出光输出光光滤波器光滤波器光耦合器光耦合器光隔离器光隔离器光耦合器光耦合器同向同向泵浦激光泵浦激光器及控制电路器及控制电路反向反向泵浦激光泵浦激光器及控制电路器及控制电路光隔离器光隔离器光耦合器光耦合器Pt22短脉冲激光器短脉冲激光器产生超短光脉
12、冲产生超短光脉冲(ps,fs量级)量级)的方法:调的方法:调 Q 技术,锁模技术。技术,锁模技术。调调 Q 技术:产生的短光脉冲波长容易调整,脉宽技术:产生的短光脉冲波长容易调整,脉宽 ps 量级。量级。锁模技术锁模技术(主动锁模,被动锁模)(主动锁模,被动锁模):脉宽可达:脉宽可达 fs 量级。量级。锁模激光器锁模激光器1963 年,年,Gurs 和和 Muller 在红宝石激光器中第一次使用了锁模在红宝石激光器中第一次使用了锁模技术。在其后几十年内,锁模技术得到了很大的发展,获得的脉冲技术。在其后几十年内,锁模技术得到了很大的发展,获得的脉冲宽度也越来越窄,到目前为止,人类通过锁模技术已经
13、能获得飞秒宽度也越来越窄,到目前为止,人类通过锁模技术已经能获得飞秒量级的超短光脉冲。量级的超短光脉冲。锁模可分为主动锁模、被动锁模和自锁模。锁模可分为主动锁模、被动锁模和自锁模。8、元器件、元器件5月24日-6月7日23主动锁模的解析理论由主动锁模的解析理论由 Siegman 和和 Kuizenga 建立。建立。被动锁模理论由被动锁模理论由 Haus 等人提出,是一种全光非线性技术,能在等人提出,是一种全光非线性技术,能在腔内无调制器等有源器件的情况下实现窄脉冲的输出。被动锁模是腔内无调制器等有源器件的情况下实现窄脉冲的输出。被动锁模是利用非线性器件对输入脉冲强度的依赖性,得到比输入脉冲更窄
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 最新北大光纤通信课件:8元器件 2精品课件 最新 北大 光纤通信 课件 元器件 精品
限制150内