第4章光通信器件4

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1、1课程物理与材料科学学院安徽大学1.在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)2.耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输3.在接收端将组合波长的光信号分开(解复用)4.进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端波分复用技术 是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。将此项技术称为光波长分割复用技术，简称光波分复用技术。4.5.7 4.5.7 波分复用器波分复用器2课程物理与材料科学学院安徽大学 可以充分利用光纤的巨大带宽潜力 大容量长途传输时可以节约大量的光纤 波分复用通道对数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关。 同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，

2、完成各种电信业务信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号的综合与分离。主要特点3课程物理与材料科学学院安徽大学发展过程 在80年代初，光纤通信兴起之初，人们想到并首先采用的是在光纤的两个低损耗窗口1310nm和1550nm窗口各传送1路光波长信号，也就是131Onm155Onm两波分的WDM系统，这种系统在我国也有实际的应用。 很长一段时间内在人们的理解中，WDM系统就是指波长间隔为数十nm的系统 例如1310nm1550nm两波长系统（间隔达200多nm）。因为在当时的条件下，实现几个 nm 波长间隔是不大可能的。4课程物理与材料科学学院安徽大学发展过程 随着随着1550nm1550nm窗口

3、窗口EDFAEDFA的商用化，的商用化，WDMWDM系统的应用进入了系统的应用进入了一个新时期。人们不再利用一个新时期。人们不再利用1310nm1310nm窗口，而只在窗口，而只在1550nm1550nm窗窗口传送多路光载波信号。口传送多路光载波信号。 由于这些WDM系统的相邻波长间隔比较窄（一般（1.6nm），且工作在一个窗口内共享EDFA光放大器，为了区别于传统的 WDM 系统，人们称这种波长间隔更紧密的 WDM 系统为 密集，是指相临波长间隔而言。过去WDM系统是几十nm的波长间隔，现在的波长间隔小多了，只有（0.82）nm，甚至0.8nm。 密集波分复用技术其实是波分复用的一种具体表现

4、形式。由于密集波分复用技术其实是波分复用的一种具体表现形式。由于DWDMDWDM光载波的间隔很密，因而必须采用高分辨率波分复用器件来选取，例如光载波的间隔很密，因而必须采用高分辨率波分复用器件来选取，例如平面波导型或光纤光栅型等新型光器件，而不能再利用熔融的波分复用平面波导型或光纤光栅型等新型光器件，而不能再利用熔融的波分复用器件。器件。5课程物理与材料科学学院安徽大学波分复用器件1、熔锥型波分复用器件 利用熔锥型耦合器的波长依赖性可以制作WDM器件，耦合器的耦合长度Lc随波长而异。对于一特定的耦合器， 不同波长的理想功率耦合比(即抽头比或相对输出功率)呈正弦形， 从而形成对不同波长具有不同通

5、透性的滤波特性， 据此可以构成WDM器件。1550nm980nm1550nm980nm1550nm980nm6课程物理与材料科学学院安徽大学双波长熔锥型波长耦合器的特性1550 nm1310nm10080604020022.533.544.55拉伸长度耦合比(%)7课程物理与材料科学学院安徽大学2、光栅型波分复用器l输入的多波长复合信号聚焦在反射光栅上；l光栅对不同波长光的衍射角不一样，从而把复合信号分解为不同波长的分量；l然后由透镜聚焦在每根输出光纤上。 光纤光纤硅衍射光栅硅衍射光栅普通普通透镜透镜 l l1l l2l l3l ll ll l123+ + +d硅光栅硅光栅渐变折渐变折射透镜射

6、透镜 光纤光纤l l1l l2l l3l ll ll l123+ + +入入射射光光波波dsinq qq qd12q qLl l1l l2光栅光栅成像成像平面平面y2y1(a)(a)透射光栅(b)(b)普通透镜反射光栅(c)(c)渐变折射率透镜反射光栅8课程物理与材料科学学院安徽大学光栅型波分复用器结构示意图（透镜型）光栅型波分复用器结构示意图（透镜型）光光 纤纤透透 镜镜光光 栅栅l l1l l2l l3l l1l l2l l3l l1+ l l2+ l l3l l1+ l l2+ l l39课程物理与材料科学学院安徽大学光光 纤纤棒棒 透透 镜镜光光 栅栅l l1+ l l2+ l l3