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光无源器件的种类

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Description

        

     
将光无源元件按结构形式和工艺技术分为三种类型:体块型、全光纤 型和光波导型。
1. 体块型光无源器件
体块型光无源元件是用分立元件组成的.因而也称为分立元件组合型。例如一玻璃片镀 上吸收质料可组成光衰减器;两面镀上商反射膜可组成光滤波器;一闪耀光栅可做成光波分复 用/解复用器等等。
这种元件的缺点是不可直接与光纤线路连接.而是要通过耦合元件,因而损粍较大。最重 要的耦合元件是自聚焦棒透镜组,其结构如图6.1所示。bffyq 22输人光纤的光波经第一自聚焦棒透 镜扩束并变为平行光 ,经第二自聚焦棒透镜聚热后再进人输出光纤。由于两透镜间是平行光. 因而两透镜可拉开20 mm左右的距离不会引起明显的光路损耗。这就可以将体块型元件置于间隙之中与光纤有效的耦合 ,形成带光纤尾纤的元件。
 
2. 全光纤型光无源元件
全光纤型光无源元件全部由光纤做成 ,如直接耦合式光纤连接器、光纤型偏向耦合器、星型耦合器、光纤型滤波器等。在这类元件中可能需要一些金属或媒质质料 ,但仅是作为结组成封装零件而不介入光路。用光纤组成光纤元件 ,用到光纤切割 ,熔融 ,拉伸 ,光纤端面的研磨 ,抛光 ,镀膜等工艺。这种元件的优点是体积小 ,重量轻 ,结构紧凑 ,抗电磁滋扰 ,特别是能够做成“在线“元件 ,直接接入光纤线路 ,因而附加损耗很低。
常见的全光纤型光无源器件有两类:
(1 接纳熔锥技术的器件:光耦合器/分路器/1310/1550nm波分复用器 ,密集波分复用器、高回波损耗光衰减器 ,以及980/1550nm、1480/1550nm泵浦耦合器等;
 (2) 光纤光栅器件:密集波分复用器件 ,色散赔偿器件 ,FDFA增益平坦滤波器。
3.光波导型光无源元件
 光波导型光无源元件是用平面或带状媒质光波结组成的 ,光波导多用钛(Ti)扩散的铌酸锂(LiNbO3)波导 ,它是在LiNbO3衬底上沉积折射率较高的Ti以形成波导效应 ,其结构如图6.2所示。光波导的形状按元件要求 ,在沉积工艺之前用光刻的要领做在衬底上 ,以便沉积之后获得所需的图形。图6.3示出了几种差别的波导元件结构。
 
bffyq 23
 为了便于接人光纤线路.光波导也需要与光纤耦合而组成带尾纤的光波导元件。应用较多的是端面直接耦正当.其结构如图6.4所示。bffyq 25       接纳硅片基体将光波导元件与光纤连接端置于其上 ,基本上刻槽 ,槽中置入锥形调理光纤.调理该光纤的位置使光纤尾纤与光波导获得高 效率的耦合。在耦适时还需注意光纤中模式与光波导中模式的偏振态匹配 ,这需要用到保偏 光纤或接纳普通中模光纤再加偏振控制器 ,这种光纤•波导•光纤机构的损耗可做到1.5 dB 以下。
波导元件的优点体枳小、重量轻、热稳定性和机械稳定性好、功粍低、抗电磁滋扰性强、 适合批量生产a需要特別指出的是:如电路向集成化生长一样 ,光路也要向集成化生长 ,而光波导是集成光学的基础。这种简单功效的波导型无源元件是集成光路的一种初级形式.它为生长复合功效的无源集成光路及有源器件和无源元件合为一体的混淆集成光路涤讪了基础。常见的集成光学无源器件可分为两个系列:①LiNbO3系列器件——调制器 ,声光调滤波器(AOTF)等;②Si/SiO2系列器件——耦合器/分路器、阵列波导光栅(AWG)

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