光纤光栅模耦合理论

光纤光栅的特性

光纤光栅的特性 1．光纤布喇格光栅的理论模型： 假设光纤为理想的纤芯掺锗阶跃型光纤，并且折射率沿轴向均匀分布，包层为纯石英，此种光纤在紫外光的照射下，纤芯的折射率会发生永久性变化，对包层的折射率没有影响。 利用目前的光纤光栅制作技术：如全息相干法，分波面相干法及相位模板复制法等。生产的光纤光栅大多数为均匀周期正弦型光栅。纤芯中的折射率分布（如图1）所示。 )(1Z n 为纤芯的折射率，max n ?为光 致折射率微扰的最大值， )0(1n 为纤芯原折射率， Λ为折射率变化的周期（即栅距）， L 为光栅的区长度。 若忽略光栅横截面上折射率分布的不均匀性，光栅区的折射率分布可表示为： )2cos( )0()(max 11Z n n z n Λ ?+=π …………………………………………………（1.1） 显而易见，其折射率沿纵向分布，属于非正规光波导中的迅变光波导，在考虑模式耦合的时候，只能使用矢量模耦合方程，其耦合主要发生在基模的正向传输导模与反向传输导模之间。 2．单模光纤的耦合方程 由于纤芯折射率非均匀分布,引起了纤芯中传输的本征模式间发生耦合。在弱导时, 忽 略偏振效应,吸收损耗和折射率非均匀分布引起了模式泄漏,则非均匀波导中的场Φ( x , y , z ) 满足标量波动方程:0),,(}),,({22 2 20 2=Φ??++?z y x z z y x n sk t …………………（2.1） 其中：λπ/20=k ，λ是自由空间的光波长。 2 22 2 1}{1? ??+?Φ???=Φ?Φ r r r r r t …………………………………………………(2.2) 由于折射率非均匀分布引起波导中模式耦合只发生在纤芯中,因此非均匀波导中的场 可以表示为均匀波导束缚模式),(y x φ之和: ),()}exp()exp()({),()(),,(y x z i a z i z a y x z A z y x l l l l l l l l l φββφ-+-∑=∑=Φ………(2.3)

光纤耦合器

光纤耦合器 光纤耦合器的概述 ?·光纤耦合器的简介 ?·光纤耦合器的分类 ?·光纤耦合器的制作方式 ?·光纤耦合器端口的级联 光纤耦合器的应用 ?·2×2单模光纤耦合器的改进... ?·光纤耦合器中光孤子传输的... ?·可调光子晶体光纤耦合器的制作 光纤耦合器的简介 光纤耦合器是指光讯号通过光纤中分至多条光纤中的元件,属于一种光被动元件,一般 在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路各个领域都会应用到,与光纤连接器 在被动元件中起重大作用,也叫分歧器. 光纤耦合器的分类 光纤耦合器一般分为三类: 标准耦合器:双分支,单位1X2,就是将光讯号未成两个功率 星状/树状耦合器 波长多工器:也称作WDM,一般波长属于高密度分出,即波长间距窄,就是WDM 光纤耦合器的制作方式 光纤耦合器制作方式有烧结(FUSE)、微光学式(MICRO Optics)、光波导式(Wave Guide) 三种.这里介绍下烧结方式,烧结方式占了多数(约有90%),主要的方法是将两条光纤并在一起烧融拉伸,使核芯聚合一起,以达光耦合作用,而其中最重要的生产设备就是融烧机,也是最为重要的步骤,虽然重要步骤部分可由机器代工,但烧结之后,必须人工封装,所以人工成本在10%-15%左右,其次采用人工检测封装必须保证品质一致性,这也是量产时所必须克服的,但技术困难度不若DWDM MODULE及光主动元件高,因此初期想进入光纤产业的厂商,大部 分会从光耦合器切入,毛利则在20～30% 光纤耦合器端口的级联 光纤耦合器端口的级联 由于光纤端口的价格仍然非常昂贵,所以,光纤主要被用于核心交换机和骨干交换机之间连接,或被用于骨干交换机之间的级联.需要注意的是,光纤端口均没有堆叠的能力,只能被用于级联. 1. 光纤跳线的交叉连接

图解常见光纤尾纤

图解常见尾纤型号 光纤这东西有时候挺烦人的，总结了常用的几种光纤接头。1. 上面这个图是LC到LC的，LC就是路由器常用的SFP，mini GBIC所插的线头。

2. FC转SC，FC一端插光纤步线架，SC一端就是catalyst也好，其他也好上面的GBIC所插线缆。

3. ST到FC，对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型，另一端FC连的是光纤步线架。

Sc到Sc两头都是GBIC的

SC到LC，一头GBIC,另一头MINI-GBIC

各种光纤接口类型介绍 ! 各种光纤接口类型介绍 光纤接头 FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多) ST 卡接式圆型 SC 卡接式方型(路由器交换机上用的最多) PC 微球面研磨抛光 APC 呈8度角并做微球面研磨抛光 MT-RJ 方型,一头双纤收发一体( 华为8850上有用) 光纤模块:一般都支持热插拔, GBIC Giga Bitrate Interface Converter, 使用的光纤接口多为SC或ST型 SFP 小型封装GBIC,使用的光纤为LC型 使用的光纤: 单模: L ,波长1310 单模长距LH 波长1310,1550 多模:SM 波长850 SX/LH表示可以使用单模或多模光纤 -------------------------------------------------------------------------------- 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下 “/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头 “LC”接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。 “FC”接头是金属接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要多。 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下 “/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头“LC”接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。 “FC”接头是金属接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要 连接器的品种信号较多，除了上面介绍的三种外，还有MTRJ、ST、MU等. “/”后面表明光纤接头截面工艺，即研磨方式。 “PC”在电信运营商的设备中应用得最为广泛，其接头截面是平的。 “SC”表示尾纤接头型号为SC接头，业界传输设备侧光接口一般用用SC接头，SC接头是工程塑料的，具有耐高温，不容易氧化优点； ODF侧光接口一般用FC接头，FC是金属接头，但ODF 不会有高温问题，同时金属接头的可插拔次数比塑料要多，维护ODF尾纤比光板尾纤要多。其它常见的接头型号为：ST、DIN 、FDDI。 “PC”表示光纤接头截面工艺，PC是最普遍的。在广电和早期的CATV中应用较多的是APC型号。尾纤头采用了带倾角的端面，斜度一般看不出来，可以改善电视信号的质量，主要原因是电视信号是模拟光调制，当接头耦合面是垂直的时候，反射光沿原路径返回。由于光纤折射率分布的不均匀会再度返回耦合面，此时虽然能量很小但由于模拟信号是无法彻底消除噪声的，所以相当于在原来的清晰信号上叠加了一个带时延的微弱信号。表现在画面上就是重影。尾纤头带倾角可使

光纤陀螺中的耦合器应用

光纤陀螺－光电子技术在光纤传感器中应用的典范 汪绳武 （上海永鼎光电子技术有限公司） 中国惯性学会 摘要 光纤陀螺是属于惯性技术范畴的一种惯性仪表。光纤陀螺也是 光电子技术范畴的一种光传感器，光纤陀螺是惯性技术与光电子技术 紧密结合的产物。但实际上，惯性技术与光电子技术在光纤螺上的紧 密切合还是不足的，光电子技术的发展还没有充分注意到光纤传感器， 特别是光纤陀螺的潜在市场。 本文通过对光纤陀螺和与其相关的光电子器件的介绍， 希望两个技 术方面要在过去已有的基础上，更进一步互相渗透，使光纤陀螺市场 早日形成。 1．概述 陀螺仪的应用在我们周围无处不存在，例如，在国防领域中导弹的精确制导、潜艇长期潜伏在水下的精确导航、行进中的坦克保持火炮和瞄准系统的稳定等都离不开陀螺仪。在国民经济领域中，工程测量的精确定位、石油钻探的精确定向、机器人动作精确控制等也要靠陀螺仪。即使在日常生活中，人们在不知不觉中也已经或将得益于陀螺仪。比如飞机在飞行中使旅客感到十分平稳和舒适是得益于陀螺仪构成的航向姿态参考系统。随着列车提速，消除车厢摆动尤其高速转弯时的摆动，就要借助于陀螺仪。还有，汽车行驶中的定位和导向，在目前主要靠GPS，但GPS的使用存在着被动性的缺点，当GPS与陀螺组合在一起时，才使汽车导向和自动驾驶真正具备了主动性。陀螺仪的应用十分广泛，以上的例子只是极少的一部分。 以上列举的应用是通过陀螺仪和伺服控制系统共同实现的，而陀螺仪在其中充当了一个十分重要的、不可缺少的角色。 陀螺仪的种类很多，包括机电的、激光的、光纤的、压电的和微机械的等等。各种陀螺仪都具有自身的优点。但到目前为止，在众多类型的陀螺中，光纤陀螺更受到各种应用的关注。 光纤陀螺本质上是由光电子器件组成的光干涉仪系统，没有任何活动部件，这就决定了光纤陀螺具有一系列独特的优点：不怕冲击振动，可以在恶劣的力学环境下应用；对角速 率的反应极快；角速率测量灵敏度高；测量速率范围高达；潜在的成本低；加工简单。 这些优点是其它陀螺不能比拟的。 国内外十分重视光纤陀螺的发展和应用，但目前国内发展速度跟不上需求，至今尚未生产和达到应用。主要问题是总体技术未达到应用的要求，而与光纤陀螺相关的光电子器件在技术和数量上又满足不了陀螺总体的设计要求。 通信光电子器件产业在国内已经有相当的规模，但主要市场的还是针对光通信行业，对光电子器件的另一个应用市场，即光纤陀螺和光纤传感器，还未被受到足够的重视。研究其原因，从商业角度考虑，是因为光纤陀螺市场尚未形成，不能成为推动光纤陀螺专用的光

光纤连接示意图

光纤连接示意图 一、双纤SC光接口，必须采用SC的光跳线连接，左边光纤收发器光口的上面接口连接右边光纤收发器的下面光接口（一台光纤收发器的TX 应于另一台的RX连接），两台之间的连接是交叉的。 二、光纤收发器可以用于运营商和终端客户的光纤宽带，做为光猫使用。 三、光纤收发器可以用于以太局域网中，五类双绞线传输距离超过100米就无法稳定传输，光纤收发器可以无中继传输120公里，在局域网中可做为延长传输距离的设备来使用，可直接接入电脑的网卡、交换机、路由器使用（注：自适应的光纤收发器可以兼容本速率以下的设备，比如：10/100M的光纤收发器，可以直接接入100M的交换机，也可以接入10M的交换机，纯速率的光纤收发器只能使用在同速率的设备上，不然接入后是不通的

NET-LINK HTB-1100S是10/100M自适应快速以太网光纤收发器。它可以实现双绞线和光纤两种不同传输介质的转换，中继10/100Base-TX和100Base-FX两个不同网段，能满足远距离、高速、高带宽的快速以太网工作组用户的需要。 产品技术参数： 符合IEEE 802.3u 10/100Base-TX和100Base-FX以太网标准 提供一个SC型的单模光纤端口和一个RJ45端口 RJ45端口支持端口自动翻转（Auto MDI/MDIX）功能 RJ45端口10/100M速率、全/半双工模式自适应 双绞线最大传输距离100米，单模光纤最大传输距离20/40/60千米(视不同型号而定) 外置电源 兼容IEEE 802.3u 10Base-TX、100Base-TX和100Base-FX以太网标准 连接接口：一个SC型的光纤连接器和一个RJ45连接器 双绞线端口支持速率和全/半双工模式自动适应 支持Auto MDI/MDIX，无需进行电缆选择 光纤端口可以进行全/半双工模式选择 连接线缆类型： RJ45连接器：5类双绞线 SC光纤连接器：1300nm 62.5/125um，50/125um多模光纤，1300nm 9/125um多模光纤 双绞线最大传输距离100米，单模光纤最大传输距离20/40/60千米(视不同型号而定)

光纤光栅的理论研究

第1章 光纤光栅光学性质的研究 光纤光栅是一种全光纤的滤波器件，它的光学性质决定了它的广泛应用。研究光纤光栅光学性质的基本理论是耦合波理论。基于耦合波理论的传输矩阵法是一种快速数值模拟非均匀光纤光栅光学特性的方法。在本章，系统地总结了应用耦合波理论研究光纤光栅的光学性质的方法。光栅反射带宽是其作为滤波器的主要性能指标，本章研究了光栅参数对光栅反射带宽的影响。其它主要研究包括寻找传输矩阵法中分割段数的最优值，各种参数对线性啁啾光纤光栅光学性质的影响，包括反射谱和时延特性受光栅长度、光纤折射率微扰幅度、啁啾系数和光波从不同方向入射时的影响，以及各种切趾函数对光纤光栅的作用。 第一节 研究光纤光栅的基本理论：耦合波理论 1 光纤光栅中的折射率分布 光纤光栅中的折射率微扰是由制作时所用紫外光的场分布决定的。一般全息曝光和相位 图2.1-1几中典型光纤光栅的折射率微扰分布 a uniform grating b chirped grating c Gauss grating d phas e shift grating e Moire grating f super structure grating

掩模板法制作光纤光栅时的场分布具有余弦函数的形式，所以光栅的折射率微扰也具有余弦函数形式，一般可以写为： ??? ? ????????φ+Λπν+δ=δ)z (z 2cos )z (1)z (n )z (n eff eff (2.1-1) )z (n eff δ是折射率微扰的平均值，可以看成一个光栅周期内折射率变化的直流部分，ν 是光栅条纹的可见度，Λ是光栅的周期，φ(z)可以用来描述光栅的啁啾。光纤光栅的光学性 质就决定于上式中各个参数的选择，我们将它们统称为光栅参数。光纤光栅的光学性质就由这些光栅参数决定，通过选择它们沿光纤方向不同的变化形式，可以得到适用于不同目的的光栅。图2.1-1是几中常见的光纤光栅的折射率微扰的分布示意图： 1. 均匀光纤光栅：各个光栅参数沿光纤方向是常量，这种光栅可以得到解析的理论 分析结果，是耦合波理论分析光纤光栅光学性质的出发点。 2. 线性啁啾光纤光栅：光栅周期Λ沿光纤方向是线性变化的量，应用于色散补偿等方 面。 3. 折射率微扰平均值沿光纤方向是一个高斯型分布：实际制作的光纤光栅很多都属 于这种类型。 4. 相移光栅：在光栅周期性结构中存在一个相位移动，一般是π。可以应用于透射型 滤波器。 5. MOIRE 光栅：折射率微扰幅度的轮廓是一个余弦函数，而平均值是一个常数。 6. 超结构光栅：由间隔一定的微均匀光纤光栅（几百个周期结构）组成。 2 耦合波理论 研究电磁场在光纤光栅这样的周期性波导中传播的基本理论是耦合波理论[1]。假设电磁场横向分量在光纤中的传播可以看成没有折射率微扰时标准光纤的模式的叠加： ()()()()()[] ()y x e z i z B z i z A z y x E j tj j j j j t ,exp exp ,,∑?-+= ββ (2.1-2) 式中A j (z)和B j (z)分别是第j 个模分别沿＋z 和－z 方向传播时缓变的幅度函数。()y ,x e tj 是第j 个模的横向分量的场分布，可以是束缚模、包层模和辐射模。在理想的、没有折射率微扰的光纤中，这些模相互正交没有能量交换。在紫外光的照射下，光纤芯部的折射率发生改变。这种变化很小，一般为10－4，是一种微扰。折射率微扰的引入使得模式之间发生能量交换，即发生模式耦合。一个模式沿光纤方向幅度的变化是所有模式相互作用的结果[2]： ∑∑∑∑β-β-K +K -β+βK -K -=β+β-K -K +β-βK +K =k k j k z k j t k j k j k z k j t k j k j k k j k z k j t k j k j k z k j t k j k j ] z )(i exp[)(B i ]z )(i exp[)(A i dz )z (dB ] z )(i exp[)(B i ]z )(i exp[)(A i dz )z (dA (2.1-3) 式中t k j K 是横向耦合因子，可以表示为：

光纤耦合器 光纤耦合器

光纤耦合器光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的（根据ElectroniCat资料，两者市场金额在2003年约达25亿美元）。光纤耦合器可分标准耦合器（双分支，单位1×2，亦即将光讯号分成两个功率）、星状／树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属于DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（MicroOptics）、光波导式（WaveGuide）三种，而以烧结式方法生产占多数（约有90％）。烧结方式的制作法，是将两条光纤并在一起烧融拉伸，使核芯聚合一起，以达光耦合作用，而其中最重要的生产设备是融烧机，也是其中的重要步骤，虽然重要步骤部份可由机器代工，但烧结之后，仍须人工作检测封装，因此人工成本约占10～15％左右，再者采用人工检测封装须保品质的一致性，这也是量产时所必须克服的，但技术困难度不若DWDMmodule及光主动元件高，因此初期想进入光纤产业的厂商，大部分会从光耦合器切入，毛利则在20～30％。国外业者有JDS、E-Tek、Oplink、Gould等，目前都已直接在大陆设厂生产耦合器跳线先说配线架吧，就是外线（电信线路）和内线进行交换为了方便管理而设的线路管理的机架。通常外线是架好不用动的，内现在表层，员工调了位置或人员流动时就要对号码或分机进行相应的移动，这就是跳线。跳线，实际上就是将用户的端口在交换机上（网络）和配线架上（语音）做一个调整，但现在的弱电几乎都是在配线架上面完成，网络和语音都在一块的，这就是网管的基本工作。另外顺便说一句，现在还有一种光纤跳线，在配线架上面用的，俗名也叫跳线/尾纤，呵呵。 尾纤尾纤又叫猪尾线，只有一端有连接头，而另一端是一根光缆纤芯的断头，通过熔接与其他光缆纤芯相连，常出现在光纤终端盒内，用于连接光缆与光纤收发器（之间还用到耦合器、跳线等）。跳线，就是两端有连接头（如ST、SC、FC、MTRJ等等）的一段线缆（有光纤跳线、双绞线跳线及其他铜缆跳线等），作用是直接连接两个标准接口设备互连1、图解交换机设备的级联双绞线端口的级联级联既可使用普通端口也可使用特殊的MDI-II端口。当相互级联的两个端口分别为普通端口（即MDI-X）端口和MDI-II端口时，应当使用直通电缆。当相互级联的两个端口均为普通端口（即MDI-X）或均为MDI-II端口时，则应当使用交叉电缆。无论是10Base-T以太网、100Base-TX快速以太网还是1000Base-T千兆以太网，级联交换机所使用的电缆长度均可达到100米，这个长度与交换机到计算机之间长度完全相同。因此，级联除了能够扩充端口数量外，另外一个用途就是快速延伸网络直径。当有4台交换机级联时，网络跨度就可以达到500米。这样的距离对于位于同一座建筑物内的小型网络而言已经足够了！1．使用Uplink端口级联现在，越来越多交换机（Cisco交换机除外）提供了Uplink端口（如图1所示），使得交换机之间的连接变得更加简单。图1Uplink端口Uplink端口是专门用于与其他交换机连接的端口，可利用直通跳线将该端口连接至其他交换机的除Uplink端口外的任意端口（如图2所示），这种连接方式跟计算机与交换机之间的连接完全相同。需要注意的是，有些品牌的交换机（如3Com）使用一个普通端口兼作Uplink端口，并利用一个开关（MDI/MDI-X转换开关）在两种类型间进行切换。图2利用直通线通过Uplink端口级联交换机. 2．使用普通端口级联如果交换机没有提供专门的级联端口（Uplink端口），那么，将只能使用交叉跳线，将两台交换机的普通端口连接在一起，扩展网络端口数量（如图3所示）。需要注意的是，当使用普通端口连接交换机时，必须使用交叉线而不是直通线。图3利用交叉线通过普通端口级联交换机光纤端口的级联由于光纤端口的价格仍然非常昂贵，所以，光纤主要被用于核心交换机和骨干交换机之间连接，或被用于骨干交换机之间的级联。需要注意的是，光纤端口均没有堆叠的能力，只能被用于级联。1．光纤跳线的交叉连接所有交换机的光纤端口都是2个，分别是一发一收。当然，光纤跳线也必须是2根，否则端口

光纤连接器的标准要求

光纤连接器，是光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，它把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上，光纤连接器影响了光传输系统的可靠性和各项性能。 光纤是传光的纤维波导，裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯，折射率较高，用来传送光；中间为低折射率硅玻璃包层，与纤芯一起形成全反射条件；最外是保护用的树脂涂层。 光纤分类方法很多，可以按照传输模式、工作波长、折射率分布、等进行分类。 （一）按传输模式 多模光纤：可传输多种模式的光，外径一般为125微米(一根头

发平均100微米)，典型纤芯直径为50或62.5微米。 单模光纤：只能传输一种模式的光，外径与多模光纤相同，但纤芯直径较细，一般为9微米。 如何辨别单模光纤与双模光纤呢？最常规的分辨方法就是：黄色的光纤线一般是单模光纤，橘红色或者灰色的光纤线一般是多模光纤。 单模光纤不存在模间时延差，且模场直径仅几微米，带宽一般比渐变型多模光纤的带宽高一两个数量级。因此，它适用于大容量、长距离通信。 （二）按工作波长 短波长光纤：光纤的工作波长为850nm。 长波长光纤：光纤的工作波长为1300nm和1550nm。 光纤损耗一般是随波长加长而减小，850nm的损耗约为2.5dB/km,1300nm的损耗约为0.35dB/km，1550nm的损耗约为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1650nm以上的损耗趋向加大。 （三）按光纤材料 石英光纤：一般是指由掺杂石英芯和掺杂石英包层组成的光纤。这种光纤有很低的损耗和中等程度的色散。目前通信用光纤绝大多数是石英光纤。 全塑光纤：用高度透明的聚苯乙烯制成的，成本低，使用方便，但损耗较大、带宽较小，只适合短距离低速率通信。

光纤跳线、尾纤、连接器、法兰盘、耦合器1

光纤主要分为两类： 按光在光纤中的传输模式可将光纤分为单模光纤和多模光纤两种。 单模光纤(Single-mode Fiber)：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。 多模光纤(Multi-mode Fiber)：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。 l 多模光纤(MMF，Multi Mode Fiber)，纤芯较粗，可传多种模式的光。但其模间色散较大，且随传输距离的增加模间色散情况会逐渐加重。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽有关，具体关系请参见表1-2。 表1-2多模光纤规格表 光纤模式传输速率 （bit/s） 芯径 模式带宽 （MHz*km） 传输距离 多模光纤千兆 62.5/125μm-< 275 m 50/125μm-< 550 m 10G 62.5/125μm 160< 26 m 200< 33 m 50/125μm 400< 66 m 500< 100 m 2000< 300 m l 单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。 2.光纤直径 光纤直径一般采用纤芯直径/包层直径的表示方法，单位μm。例如：9/125μm表示光纤中心纤芯直径为9μm，光纤包层直径为125μm。 H3C低端系列以太网交换机推荐使用的光纤直径如下： l G.652常规单模光纤：9/125μm l 常规多模光纤：62.5/125μm l G.651多模光纤：50/125μm（多模VCSEL激光器选用） 1.2.6接口连接器类型 接口连接器用于连接可插拔模块及相应的传输媒质。H3C低端系列以太网交换机支持的光模块所采用的光纤连接器有两种：SC连接器和LC连接器。 1. SC连接器 SC（Subscriber Connector Standard Connector，标准光纤连接器），外观图如图1-1所示。

光纤耦合器

光纤耦合器 光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属於光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的（根据ElectroniCat资料，两者市场金额在2003年约达25亿美元）。光纤耦合器可分标准耦合器（双分支，单位1×2，亦即将光讯号分成两个功率）、星状／树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属於DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（Micro Optics）、光波导式（Wave Guide）三种，而以烧结式方法生产占多数（约有90％）。烧结方式的制作法，是将两条光纤并在一起烧融拉伸，使核芯聚合一起，以达光耦合作用，而其中最重要的生产设备是融烧机，也是其中的重要步骤，虽然重要步骤部份可由机器代工，但烧结之後，仍须人工作检测封装，因此人工成本约占10～15％左右，再者采用人工检测封装须保品质的一致性，这也是量产时所必须克服的，但技术困难度不若 DWDM module及光主动元件高，因此初期想进入光纤产业的厂商，大部分会从光耦合器切入，毛利则在20～30％。由於进入门槛较低，国内也有一些超低价的标准型光耦合器 （1×2），售价甚至在14美元以下，但品质仍待改进。目前台湾投入光耦合器的业者包括光炬、波若威、台精、光腾、超越光、伟电、华隆、百讯、上诠等，大陆投入的企业有上海上诠、深圳中和光学有限公司、武汉邮电科学研究院、上海光城邮电通信设备公司、上海天脉光纤通讯科技有限公司、天津新光通信有限公司、深圳光波公司、柏业公司等，而国外业者则有JDS、E Tek、Oplink、Gould等，已有直接在大陆设厂生产耦合器 通信系统中光开关的现状及发展前景 2002-12-04 14:15 华中科技大学光电子工程系杨俊阮玉 摘要 光开关是较为重要的光无源器件，在光网络系统中可对光信号进行通断和切换。光开关在光分/插复

光纤光栅的特性

光纤光栅的特性

光纤光栅的特性 1．光纤布喇格光栅的理论模型： 假设光纤为理想的纤芯掺锗阶跃型光纤，并且折射率沿轴向均匀分布，包层为纯石英，此种光纤在紫外光的照射下，纤芯的折射率会发生永久性变化，对包层的折射率没有影响。 利用目前的光纤光栅制作技术：如全息相干法，分波面相干法及相位模板复制法等。生产的光纤光栅大多数为均匀周期正弦型光栅。纤芯中的折射率分布（如图1）所示。 ) (1Z n 为纤芯的折射 率，m ax n ?为光致折射 率微扰的最大值， ) 0(1n 为纤芯原折射 率， Λ 为折射率变化的周期（即栅距）， L 为光栅的区长度。 若忽略光栅横截面上折射率分布的不均匀

性，光栅区的折射率分布可表示为： )2cos()0()(max 11Z n n z n Λ ?+=π ………………………………………………… （1.1） 显而易见，其折射率沿纵向分布，属于非正规光波导中的迅变光波导，在考虑模式耦合的时候，只能使用矢量模耦合方程，其耦合主要发生在基模的正向传输导模与反向传输导模之间。 2．单模光纤的耦合方程 由于纤芯折射率非均匀分布,引起了纤芯中传输的本征模式间发生耦合。在弱导时, 忽 略偏振效应,吸收损耗和折射率非均匀分布引起了模式泄漏,则非均匀波导中的场Φ( x , y , z ) 满足标量波动方程: ),,(}),,({22 220 2=Φ??++?z y x z z y x n sk t …………………（2.1） 其中：λ π/20 =k ，λ是自由空间的光波长。 2 22 2 1}{1???+?Φ???=Φ?Φ r r r r r t ………………………………… ………………(2.2) 由于折射率非均匀分布引起波导中模式耦合只发生在纤芯中,因此非均匀波导中的场

光纤连接器检验技术标准

一、外观检验： 二、组装性能：2.1插芯：突出长度正常，弹性良好，有明显倒角，表面无任何脏污、缺陷及其他不良。2.2散件：各散件与适配器之间配合良好，无松脱现象，机械性能良好，有良好的活动性，表面无任何脏污、缺陷、破损、裂痕，颜色与产品要求相符，同批次产品无色差。2.3压接：对光缆外皮及凯夫拉线的压接固定要牢固，压接金属件具有规则的压痕，无破损、弯曲，挤压光缆等不良。 三、端面标准：根据附录1《光纤连接器端面检验规范》检验。 四、插损、回损技术标准： 五、端面几何形状(3D)标准：

六、合格品标识：合格产品标识包括：出厂编号(每个产品对应唯一的出厂编号，由生产任务计划号加流水号组成)、型号规格、条码标签(根据客户要求可选)、产品说明书(根据客户要求可选)、3D报告(根据客户要求可选)、环保标识(根据客户要求可选)、插/回损测试数据等。 七、产品包装：7.1产品基本包装是：将光纤连接器盘绕成15-18cm直径的圈，连接头两端用扎带固定于线圈的对称中部，根据产品的不同型号扎紧方式有“8”和“1”字型扎法，以不松脱为原则，不能在光缆上勒出痕迹，0.9光缆使用蛇形管绑扎。特殊型号产品可根据相应《包装作业指导书》进行操作。将绑扎好的连接器头朝下放入对应已贴好标识的包装袋中封好袋口，并将包装袋中的空气尽量排除但不能将连接器挤压变形。7.2基本包装完成后以整数为单位装入包装箱内，包装箱内部用卡板或气泡袋或珍珠棉或其他防挤压保护辅料隔开，特殊型号产品可根据相应《包装作业指导书》进行操作。包装箱外贴上装箱清单和其他产品标识后封箱打包并放置到指定成品区。 八、各零部件技术标准： 8.1插芯： 8.1.1产品符合以下标准：YDT 1198-2002 《光纤活动连接器插针体技术要求》Telcordia GR-326-CORE 8.1.2详细技术要求见附录2《常规插芯技术标准》。 8.2光纤/光缆： 8.2.1产品符合以下标准：YDT 1258.1-2003 《室内光缆系列第一部分总则》YDT 1258.2-2003 《室内光缆系列第二部分单芯光缆》YDT 1258.3-2003 《室内光缆系列第三部分双芯光缆》YDT 1258.4-2005 《室内光缆系列第四部分多芯光缆》YDT 1258.5-2005 《室内光缆系列第五部分光纤带光缆》YDT 1258.3-2009 《室内光缆系列第3部分：房屋布线用单芯和双芯光缆》YDT 908-2000 《光缆型号命名方法》 8.2.2性能、尺寸、材质、颜色、环保等符合国家相关行业标准。产品颜色在同一批次的同一规格型号上必须保持一致。 8.3连接器： 8.3.1产品性能指标符合以下国家标准：GBT 12507.1-2000 《光纤光缆连接器第一部分：总规范》GBT 12507.2-1997 《光纤光缆连接器第二部分：F-SMA 型光纤光缆连接器分规范》YDT 1272.1-2003 《光纤活动连接器第1部分：LC 型》YDT 1272.2-2005 《光纤活动连接器第2部分：MT-RJ型》YDT 1272.3-2005 《光纤活动连接器第3部分：SC型》YDT 1272.4-2007 《光纤活动连接器第4部分：FC型》YDT 1272.5-2009 《光纤活动连接器第5部分：MPO型》YD987-1998 《ST/PC型单模光纤光缆活动连接器技术规范》YDT 2152-2010 《光纤活动连接器可靠性要求及试验方法》

光纤适配器的插入损耗与光纤熔接示意图

光纤适配器的插入损耗 在光纤通信系统中，除了光纤本身的插入损耗，还有其他的环节，例如：光纤熔接、不同的光纤适配器造成的损耗是不同的。在这里爱达讯工程师陪您一起探讨适配器造成的插入损耗。 在光纤通信系统中，为了实现不同的设备和系统之间灵活连接的需要，必须有一种能在光纤与光纤之间进行活动连接的器件，使光信号能按所需的通道进行传输，能实现这种功能的器件就叫适配器。光纤适配器就是把光纤的两个端面精密对接起来，使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤适配器的基本要求。在一定程度上，光纤适配器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。 光纤适配器是光纤系统中使用量最大的光无源器件。对适配器的要求主要是插入损耗小、反射损耗高、重复插拔性好、环境稳定和机械性能好等。由于光纤适配器也是一种损耗性产品，所以还要求其价格低廉。其典型应用包括通信、局域网（LAN）、光纤到户（FTTH）、高质量视频传输、光纤传感、测试仪器仪表、CATV等。 光纤适配器按传输媒介的不同可分为常见的单模、多模适配器；按连接头结构型式可分为：FC、SC、ST、LC、MTRJ、DIN、MU、MT等等各种型式；按光纤端面形状分有FC、PC（包括SPC或UPC）和APC型；按光纤芯数分还有单工（单芯）、双工（双芯）型光纤适配器之分。 保证对接的两根光纤纤芯接触时成一直线是确保适配器优良的连接质量的关键，它主要取决于光纤本身的物理性能和适配器插针的制造

精度，以及适配器的装配加工精度。同时，光纤的光学性能指标和插针端面的抛光质量对于适配器的光学性能和使用可靠性也有着直接的影响。 插入损耗是指接续的适配器给系统造成的光功率衰减（即光适配器输出功率相对于输入功率的相对减少量）。插入损耗主要由相接续的两根光纤之间的偏离所造成的。如果两根光纤排成一直线，偏离为零，则造成的插入损耗最小。但在适配器的实际对接过程中，这是不大可能实现的，因为纤芯与光纤包层的不同芯、光纤包层与插针内孔的不同心以及插针内孔与外径的同心度误差等，都会引起光纤间的横向偏离。光纤接头中的纵向间隙和端面质量也是引起插入损耗的因素之一。近年来普遍采用的UPC插头接触方式，则较好地解决了纵向间隙问题。按此方式，插针和光纤端面经球面抛光处理，使得相对接的两插针在外力的作用下啮合在一起，使啮合光纤的顶点变形并展平，形成光纤充分对接，减小光纤接头中的纵向间隙。 工程师认为产生插入损耗的机理有以下7个方面: 1．纤芯（或模场）尺寸失配 2．数值孔径失配 3．折射率分布失配 4．端面间隙 5．轴线倾角

光纤布喇格光栅基模到辐射模耦合分析

光纤布喇格光栅基模到辐射模耦合分析 根据耦合模理论和辐射模理论对光纤布喇格光栅（FBG）外界材料折射率大于包层折射率的情况下建立了完整的模型。基于自适应Lobatto算法将基模到辐射模的耦合方程组离散化，利用四阶五级的Runge-Kutta法求解基模到辐射模的离散耦合方程组。定量地分析了FBG的透射谱随它的外界材料折射率、长度、周期以及纤芯半径的变化规律。研究结果对于指导FBG设计、封装和将其作为折射率传感器的应用都有一定意义。 标签：布喇格光纤光栅；辐射模；三层阶跃波导 光纤布喇格光栅（FBG）是一种具有优良光学特性的光纤型无源器件，在光纤通信和光纤传感领域得到了广泛的应用[1.2]。FBG的电磁特性主要表现为纤芯内正、反向传输的基模之间的耦合。随着研究的深入，进一步考虑正向基模与反向包层模或辐射模之间的模式耦合效应显得很重要。 FBG正向基模到反向基模的耦合分析，文獻[3]进行了研究；1997年T.Erdogan等人[4]对FBG纤芯的LP01模和包层模的耦合进行了详细的描述。文献[5]提出了基于FBG 包层模式的折射率传感方案，研究了光纤通过氢氟酸腐蚀后包层模式的耦合波长随外部折射率的变化规律。对于FBG基模到辐射模的耦合研究，报道较少。文献[6]在假定光纤包层半径为无限大的情况下，对FBG 基模到辐射模的耦合进行了研究，显然这与实际情况不吻合。文献[7]首次在外界材料折射率略大于包层材料折射率，且包层半径为有限大的情况下采用泰勒级数展开法研究FBG基模到辐射模的耦合特性。当FBG的基模和辐射耦合较弱时该方法计算简单且误差较小。但基模与辐射模的耦合较强时，需将泰勒级数展开至三阶以上，计算复杂且误差较大。文章在文献[7]的基础上，采用计算简单且精度高的数值积分和数值微分相结合的方法，计算FBG的基模和辐射模的耦合方程，研究了FBG外界材料折射率、长度、周期以及纤芯半径变化对FBG透射谱的影响。 1 基于三层结构的FBG辐射模研究 采用三层阶跃折射率波导结构[8]来模拟FBG，如图1所示，其中n1、n2和n3分别是纤芯、包层和外界材料的折射率，r1和r2分别是纤芯和包层的半径。当外界材料折射率大于包层折射率时，由文献[3]可知在波导中不存在离散的包层模式，只有连续的辐射模。 3.1 外界材料折射率对FBG透射谱的影响 图2为FBG透射谱随外界材料折射率（n3）的变化情况，即n3=n2、n3=1.02n2、n3=1.05n2时的FBG透射谱。所选用FBG的参数为：n1=1.451、n2=1.446、r1=4.1μm、r2=62.5μm、光栅长度L=10mm，折射率调制深度5×10-4和光栅周期Λ=530nm。由它可以看出：（1）当n3=n2时，即类似包层无限大的情况，此时

光纤活动连接器技术及指标要求

光纤活动连接器技术及指标要求 一、引言 光纤活动连接器，俗称活接头，国际电信联盟（ITU）建议将其定义为“用以稳定地，但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件”。主要用于实现系统中设备间、设备与仪表间、设备与光纤间以及光纤与光纤间的非永久性固定连接，是光纤通信系统中不可缺少的无源器件。正是由于连接器的使用，使得光通道间的可拆式连接成为可能，从而为光纤提供了测试入口，方便了光系统的调测与维护；又为网路管理提供了媒介，使光系统的转接调度更加灵活。由于光纤活动连接器在光纤通信系统中具有如此重要的作用，因此各国的厂家对此投入了大量的人力、物力，进行了积极和深入的研究，研制开发出了多种光纤活动连接器，现已广泛地应用于各类光纤通信系统中。 二、光纤活动连接器的一般特征大多数的光纤活动连接器是由三个部分组成的：两个配合插头和一个耦合管。两个插头装进两根光纤尾端；耦合管起对准套管的作用。另外，耦合管多配有金属或非金属法兰，以便于连接器的安装固定。光纤活动连接器的对准方式有两种：用精密组件对准和主动对准。高精密组件对准方式是最常用的方式，这种方法是将光纤穿入并固定在插头的支撑套管中，将对接端口进行打磨或抛光处理后，在套筒耦合管中实现对准。插头的支撑套管采用不锈钢、镶嵌玻璃或陶瓷的不锈钢、陶瓷套管、铸模玻璃纤维塑料等材料制作。插头的对接端进行研磨处理，另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软线以释放应力。耦合对准用的套筒一般是由陶瓷、玻璃纤维增强塑料（FRP）或金属等材料制成的两半合成的、紧固的圆筒形构件做成的。为

使光纤对得准，这种类型的连接器对插头和套筒耦合组件的加工精度要求很高，需采用超高精密铸模或机械加工工艺制作。这一类光纤活动连接器的介入损耗在（0.18～3.0）dB范围内。主动对准连接器对组件的精度要求较低，可按低成本的普通工艺制造。但在装配时需采用光学仪表（显微镜、可见光源等）辅助调节，以对准纤芯。为获得较低的插入损耗和较高的回波损耗，还需使用折射率匹配材料。在广电网络应用中，经常用到的光纤活动连接器从外形上有：FC型连接器和SC型连接器,其中根据连接端面的不同又分别分为PC、APC、UPC三种。FC型光纤活动连接器最早是由日本NIT研制。其中FC是Ferrule Connector的缩写，表明其外部加强件是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。SC型光纤活动连接器是一种模塑插拔耦合式单模光纤活动连接器。其外壳采用模塑工艺，呈矩型；插头套管（也称插针）由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构，其结构尺寸与FC型相同，紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。SC型连接器价格低廉，插拔操作方便，介入损耗波动小，抗压强度较高。 三、光纤活动连接器的性能光纤活动连接器的性能指标，首先是光纤活动连接器的光学性能；另外为保证光纤活动连接器的正常使用，还要考虑光纤活动连接器的互换（同型号间）性能、机械性能、环境性能和寿命（即最大可拔插次数）等。1、光学性能 光纤连接器的光学特性指标主要是插入损耗、回波损耗。插入损耗是指因连接器的介入而引起传输线路有效功率减小的量值，该值越小越好。对于该项性能，ITU建议应根据20个样品的测试，确定出平均损耗、标准偏差和样品最大损耗。其中平均损耗值应不大于0.5dB。回波损耗（或称反射衰减、回损、回程损耗）是衡量从连接器反射回来并沿输入通道返回的输入功率分量的一个量度，其典型值应不小于25dB。对于光纤通信系

光纤跳线基础知识

光纤跳线是指光纤两端都装上连接器插头，用来实现光路活动连接（一端装有插头的称为尾纤）。光纤跳线用于长途及本地光传输网络、数据传输及专用网络，以及各种测试和自控系统。光纤跳线是通过精密设备经过多道工序精磨而成的，具有插入损耗低、回波损耗高、重复性好等优点，可广泛应用于各种光纤器件和各种光纤通信系统中。 光纤跳线的种类有很多，根据连接器形状可分为：FC、SC、ST、LC、MT-RJ、MU等；根据连接器插头从插针体的类型可分为：PC、UPC、APC等；根据光纤种类可分为单模、50/125多模、62.5/125多模、保偏等；根据光纤直径可分为：900μm、2mm、3mm等。在根据连接器形状划分中，单模光纤可使用的连接器类型有FC，SC，ST，FDDI，SNA，LC，MT-RJ等，多模光纤可使用的连接器类型有FC，SC，ST，FDDI，SMA，LC，MT-RJ，MU 及VF45等。单模跳线包括SC/PC，SC/APC，FC/PC，FC/APC，ST/PC，LC/PC， LC/APC，MU/PC、MU/APC、MT-RJ；多模跳线包括：SC/PC，FC/PC，ST/PC，LC/PC，MU/PC，MT- RJ。光纤跳线所用光纤一般为G.652光纤，直径一般为Φ3mm，长度一般为 5~100m，插入损耗一般小于0.1dB；反射损耗一般要大于45dB。 下面我们简单介绍根据光纤连接器形状常使用的FC，SC，ST，LC，MT-RJ和MU 6种光纤跳线。注意，光纤跳线的两端连接器插头根据使用情况可以是不相同，如我们常使用的FC/APC-LC/APC，就是一项连接ODF，另一端连接设备的光纤跳线。 1、FC-FC光纤跳线：FC (Ferrule Connector，意为金属连接件)光纤连接器通常是圆形的金属套，紧固方式为螺纹式，主要应用于配线架上。最早，FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式。此类连接器结构简单，操作方便，制作容易，但光纤端面对微尘较为敏感，且容易产生菲涅尔反射，提高回波损耗性能较为困难。后来，对该类型连接器作了改进，采用对接端面呈球面的插针，连接器一般是圆形带螺纹的，而外部结构没有改变，使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。如图1所示的就是一条两端都带FC连接器接头的FC-FC光纤跳线。 图1：FC-FC光纤跳线示例