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光无源器件简介

发布时间:2016-11-05 08:35 点击

光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分。它是一种光学元器件,其工艺原理遵守光学的基本规律及光线理论和电磁波理论、各项技术指标、多种计算公式和各种测试方法,与纤维光学、集成光学息息相关;因此它与电无源器件有本质的区别。在光纤有线电视中,其起着连接、分配、隔离、滤波等作用。实际上光无源器件有很多种,限于篇幅,此处仅讲述常用的几种。
一、光纤活动连接器。
  光纤活动连接器是实现光纤之间活动连接的无源光器件,它还有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行连接的功能。活动连接器伴随着光通信的发展而发展,现在已形成门类齐全、品种繁多的系统产品,是光纤应用领域中不可缺少的、应用最广泛的基础元件之一。
   尽管光纤(缆)活动连接器在结构上千差万别,品种上多种多样,但按其功能可以分成如下几部分:连接器插头、光纤跳线、适配器、变换器等。这些部件可以单独作为器件使用,也可以合在一起成为组件使用。实际上,一个活动连接器习惯上是指两个连接器插头加一个转换器。
二、光分路器
  与电缆传输系统一样,光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配,这就需要光分路器来实现,光分路器是光纤链路中最重要的无源器件之一,是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件,常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。
  光分路器的分光原理
  光分路器按原理可以分为光纤型和平面波导型两种,光纤熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成;光波导型是微光学元件型产品,采用光刻技术,在介质或半导体基板上形成光波导,实现分支分配功能。这两种型式的分光原理类似,它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合(耦合度,耦合长度)以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量,反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体,而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点,目前成为市场的主流制造技术。
  熔融拉锥法就是将两根(或两根以上)除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰,在高温加热下熔融,同时向两侧拉伸,最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构,通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度,可得到不同的分光比例。最后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内,这就是光分路器。这种生产工艺因固化胶的热膨胀系数与石英基片、不锈钢管的不一致,在环境温度变化时热胀冷缩的程度就不一致,此种情况容易导致光分路器损坏,尤其把光分路放在野外的情况更甚,这也是光分路容易损坏得最主要原因。对于更多路数的分路器生产可以用多个二分路器组成。
三、光衰减器
  光衰减器是一种非常重要的纤维光学无源器件,是光纤CATV中的一个不可缺少的器件。到目前为止市场上已经形成了固定式、步进可调式、连续可调式及智能型光衰减器四种系列。
四.光隔离器
  光隔离器是一种非互易光学元件,它只容许光束沿一个方向通过,对反射光有很强的阻挡作用。在光传输系统中,由于光纤活动连接器,光纤熔接头,光学元件的存在和光纤本身的瑞利散射的作用,总是存在反射光波,对系统性能产生有害的影响,因此就必须采用光隔离器消除反射波的影响,在光反射机,光放大器中都装有光隔离器。
五、光开关
  光开关是一种光路控制器件,起着切换光路的作用,在光纤传输网络和各种光交换系统中,可由微机控制实现分光交换,实现各终端之间、终端与中心之间信息的分配与交换智能化;在普通的光传输系统中,可用于主备用光路的切换,也可用于光纤、光器件的测试及光纤传感网络中,使光纤传输系统,测量仪表或传感系统工作稳定可靠,使用方便。
六、波分复用器
  一根光纤内同时传送几个不同波长的光信号通信方式收做波分复用,采用波分复用技术,只要在发送端和接收端增加少量的合波、分波设备,就可以大幅度增加光纤的传输容量,提高经济效益。对于已经铺设的光缆,采用波分复用技术,也可实现多路传输,起到降低成本和扩充容量的作用。波分复用器在光路中起到合波和分波的作用,它把不同波长的光信号汇集(合波)到一根光纤中传输,到了接收端,又把由光纤传输来的复用光信号重新分离(分波)出来。根据分光原理的不同,波分复用器又可分为棱镜型、干涉模型和衍射光栅型三种,目前市场上的产品大多数是衍射光栅型。波分复用器的主要指标有插入损耗、串音损耗、波长间隔和复用路数等。插入损耗是指因使用波分复用器而带来的光功率损耗,一般在1—5dB左右。串音损耗表示波分复用器对各波长的分隔程度。串音衰耗越大越好,应大于20dB。
七、光接头盒、光配线箱、光终端盒
  由于每盘光缆长度大多在2.5KM以下,因此在长距离光缆连接时需要连接光缆,为保证连接强度和在各种环境情况下使用,都要安装接头盒。光接头盒能够起密封和防水作用,它可以横式安装,也可以竖式安装。为了保证连接强度,先在一段连接光缆之间用钢丝加固,然后将每根熔接好的光纤用插板分层排列。一根光缆输出,选择1*1接头盒,如果是一根光缆输入,N根光缆输出,选择1*N接头盒。当光缆芯数超过16对,订购时需要说明是多少芯光缆,以便内部增加光纤热收缩套管和光纤托板。