典型光纖激光器的結(jié)構(gòu)圖橫向(軸向)誤差角度誤差縱向誤差多模光纖中各種誤差帶來的損耗對于高斯分布的光束，相同光纖間的橫向連接損耗為：對于角度對準誤差引起的損耗與波長有關(guān)：單模光纖的連接其中W為模場半徑，G=s/kW2。對于縱向偏差為s，間隙折射率為n3的連接損耗為：一根單模光纖的歸一化頻率V＝2.40，纖芯折射率n1＝1.47，n2＝1.465，纖芯尺寸2a＝9m，當橫向偏移d＝1m時相同光纖間的橫向連接損耗為：當波長為1300nm時，角度對準誤差為1o時引起的損耗為：單模光纖的連接當縱向偏差s＝1m時的連接損耗為：藤倉50S單芯光纖熔接機

藤倉40S單芯光纖熔接機

住友TYPE-37光纖熔接機

光纖切割刀光纖熔接機FusionSplicing套管結(jié)構(gòu)多用于光纖終端盒或光纖配線架上，在實際工程中用在光纖終端盒最常見。優(yōu)點：牢靠、防灰塵，便于后期維護缺點：初期安裝比其他類型麻煩多應用在光纖收發(fā)器、千兆位接口轉(zhuǎn)換器光纖模塊中。優(yōu)點：便于安裝缺點：易脫落多應用在光纖終端盒或光纖配線架上。優(yōu)點：便于安裝。缺點：易于折斷。多應用在mini千兆位接口轉(zhuǎn)換器光纖模塊中。優(yōu)點：便于安裝，體積小，尺寸精度高，插入損耗小，回波損耗高。缺點：易于脫落。開口型套筒截面圖FC/PC光纖連接器SC/PC光纖適配器ST/PC光纖適配器SC-FＣ轉(zhuǎn)接適配器

SC水平雙聯(lián)適配器耦合器應用舉例§2耦合器耦合器的端口形式§2耦合器熔錐型光纖耦合器的結(jié)構(gòu)§2耦合器A1、A2——兩根光纖的模場振幅；1、2——兩根光纖孤立狀態(tài)的傳播常數(shù)；Cij——耦合系數(shù)耦合器輸出端功率與耦合區(qū)長度的關(guān)系曲線§2耦合器耦合器作波分復用器§2耦合器耦合器的制作過程§2耦合器熔融拉錐系統(tǒng)§2耦合器§2耦合器§2耦合器§2耦合器耦合器性能衡量指標插入損耗——指定輸出端口的光功率相對全部輸入光功率的減小值附加損耗——所有輸出端口的光功率總和相對于全部輸入光功率的減小值回波損耗——信道返回功率與輸入功率之比隔離度——耦合器的某一光路對其它光路中的光信號的隔離能力§2耦合器非線性光纖環(huán)形鏡（NOLM）§2耦合器第二章光無源器件§2-耦合器線性折射率非線性折射率NOLM用于光開關(guān)第二章光無源器件§2-耦合器NOLM的透射率曲線第二章光無源器件§2-耦合器NOLM的透射率曲線第二章光無源器件§2-耦合器NOLM用于脈沖壓縮第二章光無源器件§2-耦合器色散非平衡Sagnac光纖干涉儀第二章光無源器件§2-耦合器Sagnac光纖干涉儀原理圖§2耦合器全光纖陀螺儀示意圖§2耦合器§2-耦合器第二章光無源器件0.000015o/h§3偏振控制器基于固定延遲波片的偏振控制器準直、鍍膜、插損、機械調(diào)諧——引發(fā)局限§3偏振控制器基于鈮酸鋰的偏振控制器高插損、偏振相關(guān)損耗、啟動損耗、價格——限制應用§3偏振控制器全光纖結(jié)構(gòu)的偏振控制器低成本、低插損§3偏振控制器全光纖結(jié)構(gòu)偏振控制器§3偏振控制器擠壓旋轉(zhuǎn)式全光纖偏振控制器§3偏振控制器Agilent8169A光波偏振控制儀IsolatorLD§5光隔離器§5光隔離器光隔離器的組成起偏器法拉第旋轉(zhuǎn)器檢偏器準直器準直器光隔離器§5光隔離器法拉第旋轉(zhuǎn)器的原理B磁環(huán)磁光材料光傳輸方向§5光隔離器法拉第旋轉(zhuǎn)器的原理B磁環(huán)磁光材料光傳輸方向§5光隔離器法拉第旋轉(zhuǎn)器的原理線柵起偏器的典型結(jié)構(gòu)§5光隔離器楔形雙折射晶體偏振分束器空間分離偏振器（SWP）的典型結(jié)構(gòu)§5光隔離器PolarizerAnalyzerFaradayRotatorPolarizerAnalyzerFaradayRotatorForwardtransmissionBackwardtransmission偏振相關(guān)隔離器原理§5光隔離器§5光隔離器偏振無關(guān)隔離器雙級光隔離器偏振無關(guān)隔離器CollimatorCollimatorCore§5光隔離器帶尾纖的偏振無關(guān)隔離器結(jié)構(gòu)§5光隔離器帶尾纖的偏振無關(guān)隔離器結(jié)構(gòu)Solderring磁光材料鍍金環(huán)1.法拉第旋轉(zhuǎn)器的封裝§5光隔離器隔離器核心部分的封裝環(huán)氧膠紫外2.起偏器和檢偏器的封裝§5光隔離器環(huán)氧膠隔離器核心部分的封裝3.EpoxyMagnetring核心部分的最后封裝§5光隔離器隔離器核心部分的封裝0.23周期透鏡：角度壓縮§4自聚焦透鏡0.29周期透鏡：光斑尺寸壓縮§4自聚焦透鏡§4自聚焦透鏡1/4周期透鏡：光線準直在準直器中一般采用1/4個周期長的自聚焦透鏡，實現(xiàn)光束放大和準直。

自聚焦透鏡中的光束周期性地聚焦§4自聚焦透鏡自聚焦透鏡作準直器準直器CollimatedbeamFiberendRealimageofthefiberendGrinLenses(1/4pitch)§4自聚焦透鏡準直器尾纖的組裝1.§4自聚焦透鏡CutoffpointAnglepolishingARCoating2.3.4.§4自聚焦透鏡準直器尾纖的組裝UVAdhesiveEpoxy1.§4自聚焦透鏡準直器的組裝AlignfacesMark2.§4自聚焦透鏡準直器的組裝P/MUVAdhesivePositioner#2(Reference)Positioner#1(tobeassembled)3.準直器的組裝§4自聚焦透鏡Tube(lensholder)4.準直器的組裝§4自聚焦透鏡FibXCorporationS/N:00000001§5光隔離器帶尾纖的偏振無關(guān)隔離器結(jié)構(gòu)§5光隔離器偏振無關(guān)隔離器的實物圖Onlyallowstransmissioninonedirectionthroughit.Mainapplication:Toprotectlasersandopticalamplifiersfromreturningreflectedlight,whichcancauseinstabilities.Insertionloss:Lowloss(0.2to2dB)inforwarddirectionHighlossinreversedirection:

20to40dBsinglestage,40to80dBdualstage)Returnloss:Morethan60dBwithoutconnectors§5光隔離器光隔離器的應用領(lǐng)域用在激光器與光纖之間

當光纖與激光器耦合時,其端面或接頭處的反射將影響激光器的穩(wěn)定性。為了消除反射波對激光器的影響,需要在激光器與光纖之間加光隔離器。作為光纖放大器的組成部件

光隔離器是光纖放大器的重要組成部件,光隔離器可以防止輸出光返回到光纖放大器中產(chǎn)生不良的干擾。用在精密光學測量系統(tǒng)中

在光譜分析實驗中,如果材料的發(fā)光能力不僅很弱,而且它們的發(fā)光狀況容易受外來光的影響,這就要求我們在研究它們的發(fā)光機制時更要排除外界物質(zhì)的反射光對它們的影響,為了消除這些外界的干擾,我們常在發(fā)光材料和測量儀器之間加一光隔離器?！?光隔離器隔離器用于半導體激光器中濾波器主要指標§6光濾波器/復用器濾波器的典型應用選擇波長激光波長的調(diào)諧復用和解復用增益譜平坦FilterTypesDiffractiongratingsFibergratingsFabry-PerotinterferometerThin-FilmfilterMach-ZehndertypeArrayedwaveguidegratingAcousto-optictunablefilter§6光濾波器——光纖光柵透射光柵反射光柵§6光濾波器——光纖光柵§6光濾波器——光纖光柵體光柵用于波長解復用resonantwavelengthsarereflectedbacktowardthesourcenon-resonantwavelengthsaretransmittedthroughthedevicewithoutloss.Thecentrewavelengthisgivenby:

ItworkslikethisFiberBraggGrating~500nm(Bragggrating)~200μm(Long-periodgrating)125μm8μm1mmto1500mmSinglemodefibreCoreCladdingRegionswithhigherrefractiveindexthan

thatofcore’s§6光濾波器——光纖光柵光柵周期光柵長度折射率調(diào)制深度折射率分布曲線中心波長帶寬反射峰值FBG典型的反射光譜1cmFBG，折射率變化量相對較低，反射峰值高其它條件相同，折射率變化量增加，反射帶寬增加(c)切趾后的結(jié)果，旁瓣減少，反射峰值降低。§6光濾波器——光纖光柵FiberDFBBraggGratingF－PbasedonFBGFBG用于波長選擇Add-DropMultiplexersCirculatorwithFBGAddliDropli

l1,l2,l3,...

li

l1,l2,l3,...

liFBGC1C2

Dielectricthin-filmfilterdesignFilterreflects

liAdd/DropCommonPassbandwavelengthForagivengratingperiodaparticularwavelength(frequency)oflightisreflected.InthiscaseyellowlightwillbereflectedIfthegratingspacingischanged(e.g.reducedduetocompressionofthefibreoradropintemperature}thewavelengthofthereflectedlightchanges.InthiscaseitbecomeshigherandreflectsbluelightInpracticethecolourshiftswillbemuchfinerthanthoseillustatedOpticalfibreGratingpatternetchedintobodyoffibreDetectorFiberBraggGratings(FBG)FBG傳感器§6光濾波器——光纖光柵FBG傳感系統(tǒng)FiberBragGratings(FBG)Increasingintervals:“chirped”FBGcompensationforchromaticdispersionRegularintervalpattern:reflectiveatonewavelengthNotchfilter,add/dropmultiplexerOpticalFibreBraggGratingsDzDzl1l2l3lNDispersionCompensationusingChirpedFBGFBGislinearlychirped,I.e.theperiodofthegratingvarieslinearlywithposition.Thismakesthegratingtoreflectdifferentwavelengthsatdifferentpointsalongitslength.Therefore,introducingdifferentdelay.Inastandardfibre.Chromaticdispersionintroduceslargerdelayforlowerfrequency(highwavelength)componentsofapulse.FastlSlowlInputOutput132FBGChirpedFBGintroduceslargerdelayforthehigherfrequencycomponents,thuscompensatingforthedispersioneffect(I.pressingthepulse)光纖光柵寫入——全息相干法§6光濾波器——光纖光柵§6光濾波器——光纖光柵光纖光柵寫入——相位掩模版§6光濾波器——光纖光柵光纖光柵寫入——逐點寫入FBG商品F－P腔結(jié)構(gòu)、原理§6光濾波器——F-P§6光濾波器——F-P§6光濾波器——F-P手動可調(diào)諧F－P濾波器實物圖F－P干涉儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖§6光濾波器——F-PFilters-Thin-filmCavitiesAlternatingdielectricthin-filmlayerswithdifferentrefractiveindexMultiplereflectionscauseconstructive&destructiveinterferenceVarietyoffiltershapesandbandwidths(0.1to10nm)Insertionloss0.2-2dB,stopbandrejection30-50dB1535nm1555nm0dB30dBLayersSubstrateIncomingSpectrumReflectedSpectrumTransmittedSpectrum多腔介質(zhì)膜濾波器——TFF結(jié)構(gòu)§6Filter－陣列波