光纤通信中的无源器件和子系统.pptx

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1、21-3月-231传输系统中的光器件光纤掺铒光纤放大器（EDFA）复用/解复用器半导体激光器光探测器第1页/共42页21-3月-232EDFA中的光器件光隔离器泵浦WDM动态增益均衡器第2页/共42页21-3月-233全光网络中的子系统ROADM可重构光分插复用器复用/解复用器集成光学（PLC）分路器OXC光路由器第3页/共42页21-3月-234ROADM节点中的光器件光开关光纤耦合器可调光衰减器（VOA）第4页/共42页21-3月-235光无源器件和子系统第5页/共42页21-3月-236光有源器件和无源器件光有源器件:存在光电、电光或者光光转换电 光转换：半导体激光器光 电转换：光探测器

2、光 光转换：掺铒光纤放大器，波长转换器光无源器件:不存在光电、电光或者光光转换光开关、POADM、VOA、可调滤波器等：需要电子控制，但是不存在光电、电光或者光光转换，属于光无源器件第6页/共42页21-3月-237光无源器件和子系统从原理到工程实践全光网络中的动态光器件第7页/共42页21-3月-238偏振相关型光隔离器Malus Law第8页/共42页21-3月-239偏振无关型光隔离器位移晶体位移晶体型第9页/共42页21-3月-2310偏振无关型光隔离器渥拉斯顿棱镜渥拉斯顿棱镜的变型楔角片型第10页/共42页21-3月-2311位移晶体型与楔角片型的对比第11页/共42页21-3月-2

3、312光环形器的外观第12页/共42页21-3月-2313实用光环行器的工作原理第13页/共42页21-3月-2314实用光环行器的改进方法第14页/共42页21-3月-2315偏振光合束器的改进方法缩小尺寸降低成本第15页/共42页21-3月-2316无处不在的光纤准直器?第16页/共42页21-3月-2317光纤准直器的装配工艺预装配反射式装配工艺透射式装配工艺理论与工程实践完美吻合第17页/共42页21-3月-2318光隔离器的工程实现隔离器芯结构1隔离器芯结构2装配步骤1装配步骤2由三部分之间的对准简化为两部分之间的对准第18页/共42页21-3月-2319光环行器的工程实现典型的三部

4、分之间互调光环行器芯第19页/共42页21-3月-2320WDM器件的反射端口装配工艺滤波片公共端透射端预装配-根据空气隙的干涉条纹来判断贴装平整度光学对准：保护结构 自聚焦透镜与金属管之间不接触，以免破坏已对准的光路第20页/共42页21-3月-2321熔融拉锥光纤耦合器的装配工艺熔融拉锥区域被两个胶团以桥式悬空保护小 金 属 管 尾 纤 为250um外径的裸光纤大 金 属 管 尾 纤 由900um外径的套管保护ABS封装盒 尾纤由外径2-3mm的皮线保护光纤耦合器外封装照片第21页/共42页21-3月-2322光波导结构铌酸锂磷化铟绝缘体上硅聚合物第22页/共42页21-3月-2323光波

5、导制作工艺硅基二氧化硅(SiO2/Si)光波导工艺玻璃光波导工艺第23页/共42页21-3月-2324光无源器件和子系统从原理到工程实践全光网络中的动态光器件第24页/共42页21-3月-2325全光网络中的动态光器件WSS 波长选择开关，进行波长粒度的光交换WC 波长转换器，减少波长阻塞TODC 可调光学色散补偿器，进行波长粒度的动态色散补偿OPM 光性能监控模块，用于全光网络的管理TOF 可调光学滤波器，是OPM中的关键器件OXC节点ROADM节点全光网络中需要什么器件？第25页/共42页21-3月-2326什么是WSS？WSS波长色散分离元件空间光调制器反射式闪耀光栅透射式相位光栅阵列波

6、导光栅液晶阵列LCOS（硅基液晶）芯片MEMS微镜阵列第26页/共42页21-3月-2327基于液晶技术的WSSCoadna线偏振光经过楔角片时发生折射，偏角取决于楔角片的折射率，控制线偏振光的偏振方向，以o光或者e光通过时，折射率分别为no或者ne，因此偏角不同。多个液晶芯片和楔角片叠加，对一束线偏振的入射光得到多个可能的折射输出方向。采用反射式结构则可以对光路进行折叠，得到更加紧凑的器件结构。透射式结构反射式结构第27页/共42页21-3月-2328基于液晶技术的WSSCoadna闪耀光栅和空间光调制器分别位于透镜的前后焦面上，构成一个2f系统。偏振转换组件：将一束随机偏振光转换为两束相互

7、平行的同偏振态的线偏振光（液晶只能控制线偏振光）。这两束光在系统中以完全相同的方式传输，只在空间光调制器反射时，二者的光路相互倒换。第28页/共42页21-3月-2329基于液晶技术的WSSCoadna空间光调制器的芯片，不能通过PCB控制板（温度稳定性不好）固定在光学平台上，而是必须通过玻璃基片来定位。系统调试时，以调节架抓住玻璃板进行调节，因此理论设计时下端留出约1mm间隙，调试完成之后，塞入玻璃板，以胶水固定。作为输入/输出端口的光纤准直器是逐个调试的，以楔形玻璃板逐个固定。第29页/共42页21-3月-2330基于LCOS芯片的WSSEngana Pty Finisar每个光束入射在L

8、COS芯片上的不同位置，光斑覆盖一定数量的像素，通过这些液晶像素对反射光的波面进行调节，即可控制波面法线的方向（即反射光的方向），其功能与扭镜相似。第30页/共42页21-3月-2331基于LCOS芯片的WSSEngana Pty Finisar第31页/共42页21-3月-2332基于MEMS微镜阵列的WSSBell Laboratories第32页/共42页21-3月-2333基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT原理图之俯视图原理图之侧视图第33页/共42页21-3月-2334基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMITMEMS微镜阵列第34页/共42页21-3月-

9、2335基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT光路图第35页/共42页21-3月-2336基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT封装平台第36页/共42页21-3月-2337基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT第37页/共42页21-3月-2338基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT 第38页/共42页21-3月-2339基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT 第39页/共42页21-3月-2340基于MEMS技术的WSS解决方案HUST&SIMIT 第40页/共42页谢谢！第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页