第3章光纖通信的基本器件

光源與光器件

電子電氣工程系電子信息技術教研室1、掌握光與物質的作用過程2、掌握半導體激光器的發光機理及其特性3、掌握半導體二極管的發光機理及其特性4、了解光纖通信系統的實用光源5、掌握光電二極管和雪崩光電二極管的結構及原理6、了解各種光無源器件的類型及其作用7、掌握常用光纖連接器的特點第3章光纖通信的基本器件----能力要求：3.2光檢測器3.3光放大器3.1光源3.4光無源器件對光源的要求：

性能好、壽命長、使用方便1）發射光波長必須在光纖的低損耗窗口；2）光源的輸出功率要足夠大3）溫度特性優良4）光源的發光譜寬度要窄5）光源應具有高度的可靠性6）省電,且體積小、重量輕7）光源器件應便于調制,調制速率能適應系統要求。3.1光源常用的兩種光源器件,即半導體激光器和半導體發光二極管。發光二極管用LED：熒光激光二極管用LD：激光半導體發光機理

電子以原子核為中心，按不同的電子層排列在原子核周圍旋轉，這些特定的電子層稱為能級，對半導體材料，電子的能級重疊在一起形成能帶。其中能量低的能帶稱為價帶E1，能量高的能帶稱為導帶E2，E2和E1之間的能量差稱為禁帶，電子不可能占據禁帶。E3E2E1能帶導帶禁帶價帶一、半導體發光機理半導體發光機理

電子在E2和E1之間的躍遷有三種基本方式:自發輻射、受激吸收、受激輻射。(a)自發輻射（點擊動畫）hf12初態E2E1終態E2E13.1光源自發輻射是發光二極管的理論基礎hf12初態E2E1終態E2E1

(b)受激吸收（點擊動畫）

3.1光源受激吸收是光電檢測器的基礎hf12初態E2E1終態E2E1(c)受激輻射（點擊動畫）

受激輻射是半導體激光器的基礎半導體發光光機理

設在單位物質中，處于低能級E1和處于高能級E2（E2＞E1）的電子數分別為N1和N2.

正常的狀態下，N1＞N2，即低能級上的電子數多，這種狀態稱為熱平衡狀態（即正常分布狀態）。

對于N1＜N2的狀態，稱作為負溫度狀態,即粒子數反轉分布狀態。半導體發光光機理1）外來光子子能量等于于躍遷的能能級之差hν＝E2－E12）受激過程程中發射的的光子與外外來光子不不僅頻率相相同，而且且相位、偏偏振方向、、傳播方向向度相同，，稱它們為為全同光子。。3）過程可以以使光得到到放大。因因為受激過過程中發射射出來的光光子與外來來光子是全全同光子，，相疊加的的結果使光光增強，使使入射光得得到放大。。受激輻射與與受激吸收收的特點：：受激輻射是是半導體激激光器發光光的基礎。。粒子數反轉轉分布是物物質產生光光放大的必必要條件。。二、半導體體激光器（（LD）1、激光器的的作用激光器是利利用受激輻輻射過程產產生光和光光放大的一一種器件，，從它發出出的光具有有極好的相干性、單單色性、方方向性和極極高的亮度度，便于人們們控制它和和利用它。。因而這種光光源被用作作光纖通信信系統的光光源。2.激光器的基基本結構激光器的基基本結構如如圖3-1所示，它是是由三部分分組成的，，即：工作物質、、諧振腔（（半反鏡和和全反鏡））和泵浦源源（激勵源源--電源）。圖3-1半導體激光光器結構激活物質使工作物質質處于粒子子數反轉分分布狀態完成頻率選選擇及反饋饋作用（1）工作物質質要使受激輻輻射過程成成為主導過過程，必要要條件是在在介質中造造成粒子數數反轉分布布。（2）泵浦源使工作物質質產生粒子子數反轉分分布的外界界激勵源N2>N1,受激輻射>受激吸收，，從而有有光的放大大作用。工作物質已已被激活，，成為激活活物質或稱稱增益物質質。（3）光學諧振振腔提供必要的的反饋以及及進行頻率率選擇，光學諧振腔腔是由兩個個反射鏡組組成，其一一是全反（（M1）的，另一一個是部分分透過（M2）的。返回圖3-2諧振腔諧振腔的光光軸與工作作物質的長長軸相重合合。這樣沿沿諧振腔軸軸方向傳播播的光波將將在腔的兩兩反射鏡之之間來回反反射，多次次反復地通通過激活介介質，使光光不斷地被被放大。而而沿其他方方向傳播的的光波很快快地逸出腔腔外。這就就使得只有有沿腔軸傳傳播的光波波在腔內擇擇優放大，，因而諧振振腔的作用用可使輸出出光有良好好的方向性性。全反射鏡部分反射鏡鏡激光輸出3、半導體激光光器用半導體材材料作為工工作物質的的激光器,稱為半導體體激光器(LD)。常用的有F-P腔(法不里-泊羅腔)激光器和分分布反饋型型激光器(DFB)。下面介紹F-P腔激光器中中的同質結結和雙異質質結半導體體激光器。。1)同質結砷化化鎵半導體體激光器在光纖通信信中,F-P腔激光器采采用的工作作物質(半導體材料料)一般是砷化鎵(GaAs)或銦鎵砷磷磷(InGaAsP)。如圖3-3所示為同質質結砷化鎵鎵半導體激激光器的結結構。圖3–3同質結砷化化鎵半導體體激光器同質結砷化化鎵半導體體激光器結結構簡單,由PN結發光;其閾值電流流(激光器開始始產生激光光時的注入入電流)較大;在室溫下工工作發熱嚴嚴重,無法做到連連續的激光光輸出;室溫下只能能工作在脈脈沖狀態,且脈沖的重重復頻率不不高,約為幾十千千赫茲,脈沖的寬度度很窄,約為100ns;適合在小容容量、低低速率光纖纖通信系統統中使用。。2)雙異質結半半導體激光光器雙異質結半半導體激光光器結構如如圖3-4所示,(N)InGaAsP是發光的作作用區(有源區),其上、下下兩層稱為為限制層,它們和作用用區構成光光學諧振腔腔。限制制層和作用用層之間形形成異質結結。最下下面一層N型InP是襯底,頂層(P+)InGaAsP是接觸層,其作用是為為了改善和和金屬電極極的接觸。。特點:雙異質結半半導體激光光器克服了了同質結半半導體激光光器缺點,有源區厚度度加大,閾值電流降降低(30mA～80mA),波長范圍為為1.27μμm～1.33μμm。圖3–4雙異質結半半導體激光光器結構圖3–5DFB-LD激光器結構構5、半導體激光光器的工作作特性1)閾值特性閾值電流(Ith)是指使LD輸出光功率率急劇增加加,產生激光振振蕩的激勵勵電流。某某半導體激激光器P-I曲線如圖3-6所示。圖3–6P-I曲線當激勵電流流I<Ith時,有源區無法法達到粒子子數反轉,也無法達到到諧振條件件,自發輻射為為主,輸出功率很很小,發出的是熒熒光;當激勵電流流I>Ith時,有源區不僅僅有粒子數數反轉,而且達到了了諧振條件件,受激輻射為為主,輸出功率急急劇增加,發出的是激激光,此時P-I曲線是線性性變化的。。對于激光器器來說,要求閾值電電流越小越越好。2)光譜特性半導體激光光器輸出光光光譜特性性曲線如圖圖3-7所示,從光譜特性性曲線可以以發現半導導體激光器器的光譜隨隨著激勵電電流的變化化而變化。圖3–7輸出光光譜譜當激勵電流流I<Ith時,說明發出的的是熒光,光譜很寬(幾十納米);當激勵電流流I>Ith時,光譜突然變變窄(幾納米),譜線中心強強度也急劇劇增加,說明發出的的是激光。。對于半導體體激光器來來說,要求其輸出出光譜越窄窄越好。3)溫度特性半導體激光光器對于溫溫度很敏感感,其輸出功率率隨溫度變變化而變化化,產生這種變變化的主要要原因是半半導體激光光器外微分分量子效率率和閾值電電流受到溫溫度的影響響。圖3–8溫度對閾值值電流的影影響6、半導體發發光二極管管(LED)半導體發光光二極管是是利用半導導體PN結進行自發發輻射器件件的統稱。。如電子子儀表等產產品的指示示燈使用的的就是一般般的半導體體發光二極極管。一般的半導導體發光二二極管與光光纖通信專專用的半導導體發光二二極管的異異同如下:·共同點——都是使用PN結,利用自發輻輻射的原理理發光,屬于無閾值值器件,體積小巧、、重量輕輕。·不同點——主要是制造造工藝和價價格有區別別,另外光纖通通信專用的的發光二極極管亮度更更高、響響應速度更更快。半導體發光光二極管與與半導體激激光器的區區別發光二極管管沒有光學學諧振腔,采用自發輻輻射,發出的是熒熒光(非相干光),不是激光,光譜的譜線線寬,發散角大。。而半導導體激光器器有光學諧諧振腔,采用受激輻輻射,發出的是激激光(相干光),光譜的譜線線窄,發散角很小小。雖然發光二二極管無法法發出激光光,但它還是有有很多優點點,如：使使用壽命長長,理論推算可可達108～1010小時;受溫度影響響小;輸出光功率率與激勵電電流線性關關系好;驅動電路簡簡單;價格低等。。這些優點使使發光二極極管在中短短距離、中中小容量量的光纖通通信系統中中得到廣泛泛應用。1）.LED的結構為了了獲獲得得高高輻輻射射度度,LED常采采用用雙雙異異質質結結芯芯片片(但沒沒有有光光學學諧諧振振腔腔),構成成材材料料主主要要有有GaAs、InGaAsP、AlGaAs等。。①面發發光光型型LED結構構圖3-9所示示是是采采用用雙雙異異質質結結GaAs的面面發發光光型型LED結構構。。發發光光區區是是呈呈圓圓柱柱形形的的有有源源區區,其直直徑徑約約為為50μμm,厚度度約約為為2.5μμm,能夠夠發發出出波波長長為為0.8μμm～0.9μμm的輻輻射射光光,圓形形光光束束反反散散角角為為120°°。圖3––9面發發光光型型LED結構構②邊發發光光型型LED結構構圖3-10所示示是是采采用用雙雙異異質質結結InGaAsP/InP的邊邊發發光光型型LED結構構。。波波長長范范圍圍為為1.3μμm左右右,光束束的的水水平平反反散散角角為為120°°,垂直直反反散散角角為為25°°～35°°。該該型型LED的方方向向性性好好,亮度度高高,耦合合效效率率高高,但發發光光面面積積小小。。圖3––10邊發發光光型型LED結構構2）發光光原原理理當激激勵勵電電流流注注入入時時,注入入的的載載流流子子在在擴擴散散過過程程中中進進行行復復合合,發生生自自發發輻輻射射,產生生具具有有一一定定波波長長的的自自發發輻輻射射光光,發射射光光經經透透鏡鏡構構成成的的聚聚焦焦系系統統發發射射出出去去,直接接射射入入光光纖纖的的端端面面,然后后在在光光纖纖中中傳傳輸輸,這就就是是發發光光二二極極管管的的基基本本工工作作原原理理。。3）LED的工工作作特特性性①光譜譜特特性性LED的譜譜線線如如圖圖3-11所示示,由于于LED發光光二二極極管管沒沒有有諧諧振振腔腔,不具具有有選選頻頻特特性性,因此此譜譜線線寬寬度度Δλ比激激光光器器的的要要寬寬得得多多。。圖3––11LED的譜譜線線②輸出出光光功功率率特特性性LED輸出光功率特特性曲線如圖圖3-12所示。LED不存在閾值電電流,線性比LD好。驅動電電流I較小時,P-I曲線的線性較較好;當I過大時,由于PN結發熱而產生生飽和現象,使P-I曲線的斜率減減小。一般般情況下,LED工作電流為50mA～100mA,輸出光功率為為幾毫瓦,由于反散角大大,出纖功率(耦合到光纖中中的功率)只有數百微瓦瓦。圖3–12LED輸出光功率③溫度特性LED的輸出光功率率也會隨溫度度升高而減小小,然而LED是無閾值器件件,因此溫度特性性比LD要好(如短波長的GaAlAsLED,其輸出光功率率隨溫度的變變化率約為0.01/1K)。一般使用用時不需要溫溫度控制電路路。④耦合效率由于LED反散角大,因此其耦合效效率低。所所以LED適用于中短距距離、中小小容量的光纖纖通信系統。。半導體激光器器(LD)與發光二極管管(LED)的比較在光纖通信系系統中,最常用的光源源器件便是半半導體激光器器(LD)和發光二極管管(LED),二者均是用半半導體材料構構成的,能發出光波,能通過調制技技術攜帶數據據信息,實現光傳輸。。這兩種光光源器件的比比較見表3-1。通過比比較,讀者會進一步步掌握這兩種種光源的異同同及其應用。。表3–1LD與LED的比較1、作用光電檢測器的的作用：把光光信號轉換為為電信號，光電檢測器是是利用半導體體材料的光電電效應實現光光電轉換。2、要求①在系統的工工作波長上具具有足夠高的的響應度，即即對一定的入入射光功率，能夠輸輸出盡可能大大的光電流；；②具有足夠快快的響應速度度，能夠適用用于高速或寬寬帶系統；③具有盡可能能低的噪聲，，以降低器件件本身對信號號的影響；④具有良好的的線性關系，，以保證信號號轉換過程中中的不失真；；⑤具有較小的的體積、較長長的工作壽命命等；⑥工作電壓盡盡量低，使用用簡便。3、分類光電二極管（（PIN）雪崩光電電二極管（APD）一、概述3.2光檢測器二、PIN光電二極管圖3-13光電二極管結結構1、結構2、工作原理畫畫

在耗盡層形成漂移電流。內部電場的作用，電子向N區運動，空穴向P區運動如果光子的能量大于或等于帶隙(hf≥Eg)當入射光作用在PN結時發生受激吸收PN結界面內部電場漂移運動能帶傾斜電子和空穴的擴散運動N-----P雪崩光電二極極管應用光生生載流子在其其耗盡區(高場區)內的碰撞電離離效應而獲得得光生電流的的雪崩倍增。。2、工作原理（點擊動畫））APD的雪崩倍增效效應，是在二二極管的P-N結上加高反向向電壓，在結結區形成一個個強電場；在在高場區內光光生載流子被被強電場加速速，獲得高的的動能，與晶晶格的原子發發生碰撞，使使價帶的電子子得到了能量量；越過禁帶帶到導帶，產產生了新的電電子—空穴對；新產產生的電子—空穴對在強電電場中又被加加速，再次碰碰撞，又激發發出新的電子子—空穴對……如此循環下去去，形成雪崩崩效應，使光光電流在管子子內部獲得了了倍增。APD就是利用雪崩崩效應使光電電流得到倍增增的高靈敏度的檢測器。三、雪崩光電電二極管1、特點圖3–13APD雪崩示意圖3、光電檢測過程程用雪崩光電二二極管(APD)將光信號轉換換為電信號的的過程如圖所所示。光信號號包括信號光光和背景光；；電信號輸出出包含信號、、背景、咕電電流和非倍增增的暗電流;對三種電流．．即信號、背背景和暗電流流產生雪崩增增益；系統的的輸出包含信信號和噪聲。。圖3-14光電檢測框圖圖3.2光檢測器3.3光放大器3.1光源3.4光無源器件光放大器的出出現和發展克克服了高速長長距離傳輸的的最大障礙——光功率受限，，這是光通信信史上的重要要里程碑。光放大器是一一種不需要經經過光/電/光變換而直接接對光信號進進行放大的有有源器件3.3光放大技術一、光放大技技術－放大器器分類光纖通信的基基本器件光放大技術－－摻鉺光纖放放大器把鉺離子從E1能級“泵”到到E3能級，使其形形成粒子數反反轉分布狀態態，為受激幅幅射創造條件件。是為了保證泵泵浦光與EDFA中合波器的反反射光不向外外洩漏，光隔隔離器的特點點是只允許正正方向的光進進入。把泵浦光與信信號光合并在在一起輸入到到摻鉺光纖中中信號光和與泵泵浦光同時沿沿摻鉺光纖傳傳輸，泵浦浦光的能量被被光纖中的鉺鉺離子吸收而而躍遷到更高高的能級，，并可以通過過能級間的受受激發射轉移移為信號光的的能量。信號號光沿摻鉺光光纖長度不斷斷放大，泵浦浦光沿摻鉺鉺光纖長度不不斷衰減EDFA主要是是由摻摻鉺光光纖、、泵浦浦源、、耦合合器和和光隔隔離器器組成成DWDM系統中中使用用的EDFA必須具具有:足夠的的帶寬寬平坦的的增益益低噪聲聲系數數高輸出出功率率光放大大技術術－重重要性性能指指標特別是是增益益平坦坦度，，這是是DWDM系統對對EDFA的特殊殊要求求！在光放放大器器研制制成功功之前前，主主要要采用用光電電混合合中繼繼器（（或稱稱再生生器））放大大光信信號。。首首先將將光纖纖中送送來的的光信信號轉轉換為為電信信號，，然然后對對電信信號進進行放放大，，最最后再再將放放大了了的電電信號號轉換換為光光信號號送到到光纖纖中去去，如如圖3-14所示。。圖3-14傳統的的中繼繼器原原理框框圖一、光光電光光放大大器3.3光放大大器圖10全光放放大器器原理理框圖圖二、全全光放放大器器1、半導導體激激光放放大器器常用的的有法法布里里—泊羅半導體體激光光放大大器（（FPA）和行波波放大大器。。此類類放大大器的工作作原理理與激激光器器相同同，都都利用用能級級間躍遷產產生的的受激激輻射射工作作。二者區區別在在于沒沒有諧諧振腔腔。2、非線線性光光學放放大器器利用光光纖中中的非非線性性現象象進行行光信信號放放大，，即利利用受受激拉拉曼散散射和和受激激布里里淵散散射。。放大大的過過程，，就是是能量量從泵泵浦源源向信信號光光轉移移的過過程。。3、摻稀稀土金金屬光光纖放放大器器光纖中中摻入入適量量稀土土金屬屬雜質質，利利用稀稀土金金屬原原子特特有的的能級級結構構實現現光信信號放放大。。常用的的摻鉺鉺光纖纖放大大器（（EDFA）是摻摻稀土土金屬屬的光光纖放放大器器。3.3光放大大器摻鉺光光纖放放大器器的組組成及及工作作原理理摻鉺光光纖放放大器器主要要由摻摻鉺光光纖(EDF)、泵泵浦光光源、、耦耦合器器、隔隔離離器等等組成成，如如圖圖3-27所示。。摻鉺光光纖放放大器器的基基本組組成(1)摻鉺光光纖。。摻摻鉺光光纖是是一段段長度度約為為10m~100m的石英英光纖纖，纖纖芯芯中注注入稀稀土元元素鉺鉺離子子，濃濃度度為25mg/kg。(2)泵浦光光源。。泵泵浦光光源為為半導導體激激光器器，輸輸出出功率率約為為10mW~100mW，工工作波波長為為0.98μμm。(3)光耦合合器。。光光耦合合器將將信號號光和和泵浦浦光合合在一一起通通過摻摻鉺光光纖實實現光光放大大。(4)光濾波波器。。光光濾波波器濾濾出光光放大大器的的噪聲聲，降降低低噪聲聲對系系統的的影響響，提提高高系統統的的的信噪噪比。。(5)光隔離器。。光隔離離器的作用用是抑制光光反射，以以確保光光放大器工工作穩定，，保證光光信號只能能正向傳輸輸。對它它的要求是是插入損耗耗低、與與偏振無關關、隔離離度優于40dB。摻鉺光纖放放大器的工工作原理是是受激輻射射使光信號號放大。在在光纖中中摻入微量量的鉺元素素，當只只有泵浦光光而沒有信信號光加入入摻鉺光纖纖時，高高能級的電電子經過各各種碰撞后后，發射射小波長為為1.53μμm~1.56μμm的熒光，這這些熒光光在沒有信信號射入時時處于非相相干狀態。。當泵浦浦光與信號號光一起射射入摻鉺光光纖時，信號光就可可以接收泵泵浦光的能能量，沿沿著光纖逐逐步加強，，輸出一一個頻率相相同、傳傳輸模式相相同的較強強的光，使使光信號號獲得放大大。在鉺鉺粒子受激激輻射過程程中，有有少部分粒粒子以自發發輻射形式式自己躍遷遷到基態，，產生帶帶寬極寬而而且雜亂無無章的光子子，并在在傳播中不不斷擴大，，從而形形成了自發發輻射燥聲聲，并消消耗了部分分泵浦功率率。因此此，需設設光濾波器器，以降降低燥聲對對系統的影影響。3.3.3光纖放大器器的結構EDFA的內部按泵泵浦方式分分，有同同向泵浦、、反向泵泵浦和雙向向泵浦三種種基本結構構。如圖圖3-28所示。圖3–28光放大器泵泵浦方式(1)同向泵浦。。在同向泵浦浦結構中，，泵浦光光與信號光光從同一端端注入摻鉺鉺光纖。(2)反向泵浦。。在反向泵浦浦結構中,泵浦光與信信號光從不不同的方向向輸入摻雜雜光纖，兩兩者在摻摻鉺光纖中中反向傳輸輸。(3)雙向泵浦。。為了使摻鉺鉺光纖中的的鉺離子能能夠得到充充分的激勵勵，必須須提高泵浦浦功率。在在雙向泵泵浦結構中中，既有有和信號光光傳輸方向向相同的泵泵浦光，也也有和信信號光傳輸輸方向相反反的泵浦光光。3.3.4光纖放大器器的應用光放大器可可以應用于于干線通信信。主要應應用形式有有三種：中中繼放大大、功率率放大、前前置放大大和LAN放大。中繼放大是是指將EDFA直接插入到到光纖傳輸輸鏈路中對對信號進行行中繼放大大的應用形形式，如如圖3-29(a)所示。廣廣泛用于長長途通信、、越洋通通信等領域域。功率放大是是指將EDFA放在發射光光源之后對對信號進行行放大的應應用形式，，EDFA增加了注入入光纖的光光功率，從從而可以以延長中繼繼距離。如如圖3-29(b)所示。由于EDFA的低噪聲特特性，使使它很適于于作為接收收機的前置置放大器,大大提高接接收機的接接收靈敏度度。如圖圖3-29(c)所示。LAN放大是指將將EDFA放在光纖局局域網中用用作分配補補償放大器器，以便便增加光節節點的數目目。EDFA可在寬帶本本地網特別別是在電視視分配網中中得到應用用。如圖圖3-29(d)所示。圖3–29EDFA的應用在光纖通信信系統中，，除了有源源器件、光光纖光纜之之外，還有有無源器件件。無源器器件有光纖活動連連接器光衰減器光無源耦合合器光波分復用用器光隔離器光開關等光無源器件件一、光纖活活動連接器器光纖連接器器，俗稱活接頭頭，ITU-T建議將其定定義為“用以穩定地地，但并不不是永久地地連接兩根根或多根光光纖的無源組件”。3.4光無源器件件1.1功能光纖連接器器主要用于于實現系統統中光纖（（纜）與光光纖（纜））、光纖（（纜）與有有源器件、、光纖（纜纜）與無源源器件、光光纖（纜））與系統和和儀表的非非永久性固固定連接等等。1.2結構光纖活動連連接器有以以下幾種結結構：套管管結構，雙雙錐結構、、V型槽結構、、球面定心心結構和透透鏡耦合結結構工作原理是是：對光纖纖纖芯外圓圓柱面的同同軸度、插插針的外圓圓柱面和端端面、套管的內孔孔進行精密密加工，使使兩根光纖纖在套管中中對接，從從而確保兩兩個光纖很很好地在套套管內對準準，以實現現兩根光纖纖在套管內內的活動連連接。如圖圖1所示。圖15光連接器套套管結構示示意圖1.3工作原理及及結構示意意圖3.4光無源器件件1.4常見端面接接觸形式①FC型。其接頭頭的對接方方式為平面面對接。優優點是加工工簡單、成成本低。缺缺點是存在在菲聶爾反反射。②PC型。是FC型的改進型型。其對接接面由平面面變為拱型型凸面。是是我國最通通用的規格格。減少了了菲聶爾反反射，反射射損耗系數數可達48dB。③APC型。光纖端端面是球面面，端面法法線與軸線線成一定角角度，使光光難以返回回光源，反反射損耗系系數達55dB。圖16光纖連接器器的端面連連接方式3.4光無源器件件3.4光無源器件件二、光衰減器1、光衰減器器的作用光衰減器的的作用：對光能量進進行預期的的衰減，使使光能量減減少。光衰減器使使用于光通通信系統的的指標測量量、短距離離通信系統統的信號衰衰減以及系系統試驗等等。2、光衰減器器的分類按光信號的的傳輸方式式分：單模模光衰減器器和多模光光衰減器；；按光信號的的接口方式式分：尾纖纖式光衰減減器和連接接端口式光光衰減器；；按照光信號號的衰減方方式分：固固定光衰減減器和可變變光衰減器器。3.4光無源器件件固定光衰減減器產生衰衰減的機理理是吸收一一部分光，，從而產生生衰減作用用。也就是是在光線軸軸線上設置置一種叫衰衰減膜的介介質，它是是一種半透透明的摻雜雜化合物，，在工作波波長范圍內內，它有一一個吸收帶帶，光在吸吸收帶內被被吸收，產產生衰減。。3、固定光光衰減器器的工作作原理圖17無準直遠遠鏡光衰衰減器3.4光無源器器件可變光衰衰減器有有步進式式可變光光衰減器器和連續續可變光光衰減器器兩種。。圖4是步進式式可變光光衰減器器的一種種結構。。它由準準直器和和兩個衰衰減圓盤盤組成。。準直器器用來產產生平行行的出射射光，衰衰減圓盤盤用來產產生衰減減。兩個個衰減圓圓盤插在在從準直直器出射射的平行行光路之之中。每每個衰減減圓盤分分別裝有有6個衰減片片，衰減減片的衰衰減是0dB、5dB、l0dB、15dB、20dB、25dB。將兩個個衰減圓圓盤的衰衰減片進進行組合合，可以以產生5dB、10dB、15dB、20dB、25dB、30dB、35dB、40dB、45dB、50dB等十擋衰衰減。2.4可變光衰衰減器的的工作原原理圖18步進式可可變光衰衰減器結結構3.4光無源器器件三、光隔離器器2、作用：：防止光路路中由于于各種原原因產生生的后向向傳輸光光對光源源以及光光路系統統產生的的不良影影響2、光衰減減器的分分類按光信號號的傳輸輸方式分分：單模模光衰減減器和多多模光衰衰減器；；按光信號號的接口口方式分分：尾纖纖式光衰衰減器和和連接端端口式光光衰減器器；按照光信信號的衰衰減方式式分：固固定光衰衰減器和和可變光光衰減器器。1、定義：：只允許許單向光光通過的的無源光光器件3.4光無源器器件四、光波分復復用器多波長波波分復用用器一般般指4波長以上上器件，，對于密密集型（（DWDM）器件，，有4波長、8波長、16波長等幾幾種。研研制產品品的波長長是1550nm和1310nm。考慮到到摻鉺光光纖放大大器的需需要，又又考慮到到波長在在550nm區域具有有更小的的損耗，，所以一一般研制制產品的的波長為為1550nm。對于1310nm區域，如如果光纖纖放大器器能商品品化，在在此區域域內使用用DWDM技術，對對已建光光纖系統統的升級級有很大大的吸引引力。多波長波波分復用用器有介介質模型型、光柵柵型、波波導陣列列光柵型型、光纖纖光柵等等。81波分復用用器件包包括合波波器和分分波器，，又叫光光復用器器和光解復復用器復用器fiber解復用器OM/OD技術－波波分復用用器件82OM/OD技術－OM/OD器件合波器（OM）分波器（OD)把來自光光纖的光光波分解解成具有有原標稱稱波長的的光通路路信號，，分別輸輸入到相相應的光光通路接接收機中中，即對對光波起起解復用用作用。。把具有標標稱波長長的各復復用通路路光信號號合成為為一束光光波，送送到光纖纖中進行行傳輸，，對光波波起復用用作用。。83光柵型光波分復復用器介質薄膜膜濾波器器型（DTF)耦合器型型（熔錐錐型）陣列波導導光柵型型(AWG)OM/OD技術－OM/OD器件類型型84OM/OD器件類型型1－光柵型型濾波器器85OM/OD器件類型型1－光柵型型復用器原理屬于角色色散型器器件，當當光到光光柵上后后，由于于光柵的的角色散散作用，，使不同同的光信信號以不不同的角角度出射射，然后后經過透透鏡會聚聚到不不同的輸輸出光纖纖，從而而完成波