b. 薄膜起偏分束器 (SWP)

c. 线栅起偏器d. 玻璃起偏器2.4.2 光隔离器的结构和工作原理1. 偏振相关型光隔离器

2. 偏振无关型光隔离器

Wedge型偏振无关型光隔离器结构

偏振无关型光隔离器结构二

偏振无关型光隔离器结构三

2.4.3 光隔离器的技术参数1. 插入损耗（≤1.0dB ）

2. 反向隔离度（≥ 35dB ） 表征隔离器对反向传输光的衰减能力。

i

olog10P

PIL

Ri

RoR log10

P

PIL

3. 回波损耗（≥50dB ） 在隔离器输入端测得的返回光功率与输入光功率的比值。

4. 偏振相关损耗（ PDL ）（≤0.2dB ）5. 30dB 隔离度带宽（≥ ±20nm ）

i

Rilog10P

PRL

2.5 光环行器 光环行器是一种三端口的非互易磁性器件，在光网络中用于信号的上、下载。

12

3

光环行器原理和结构示意图

反射棱镜

光环行器的性能指标：插入损耗 0.5~1.5dB ，回波损耗≥50dB

光发射机 1

光发射机 2光接收机 1

光接收机 2

1

2

3

32

1

光环行器用于双向传输系统

2.6 光开关

光开关是一种具有一个或多个可选择的传输窗口，可对光传输线路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。 机械式光开关：插入损耗低；隔离度高；不受偏振和波长影响；开关时间长 (ms) ，重复性较差。 固体光开关：开关时间短 (s) ；体积小；便于集成；插入损耗大；隔离度低。

PiPom

Pon

2.6.1 光开关的技术参数1. 插入损耗

2. 回波损耗 从输入端返回的光功率与输入光功率的比值。

i

olog10P

PIL

i

Rilog10P

PRL

3. 隔离度 两个相隔离的输出端口光功率的比值。

4. 串扰 输入光功率与从非导通端口输出的光功率的比值。

om

onmn, log10

P

PI

PiPom

Pon

i

onn log10

P

PFC

5. 消光比 端口处于导通和非导通状态的插入损耗 (dB) 之差。

ER ＝ IL － ILo

6. 开关时间 开关端口从某一初状态转为通或者断所需的时间。从在开关上施加或撤去能量的时刻算起。

2.6.2 光开关的工作原理

1. 机械式光开关(1) 移动光纤式光开关

V型槽定位 导杆定位

金属簧片定位 压电陶瓷定位

(2) 移动套管式光开关

(3) 移动透镜型光开关(4) 移动反射镜型光开关

反射型光开关示意图

(5) 移动棱镜型光开关(6) 移动自聚焦透镜型光开关

2. 固体光开关 固体光开关是利用一些材料具有电光、声光、热光、磁光效应，采用波导结构制成的光开关。也有利用液晶的电致旋光效应制成的光开关。

(1) 电光开关 电光开关的原理一般是利用材料的电光效应或电吸收效应，在电场作用下改变材料的折射率和光的相位，再利用光的干涉或偏振等使光强突变或光路转变。

M-Z干涉仪型光开关

波导臂上产生的折射率变化

对于对称型 M-Z 干涉仪， L1=L2=L ，两臂的相位差为

令＝时的电压为半波电压

则

d

VnEnn 33

2

1

2

1

设①端输入光的振幅为 A1, 从③、④端输出的信号的振幅为A3 、 A4, 利用耦合器的传输方程，可得

③ 、④端的透过率为

不加电压时， V=0 ， T3=0 ， T4=1 ；加半波电压 V 时， T3=1,T4=0 ，实现了开关作用。

)1(

1

2

1 21

4

3

i

ili

ei

eeA

A

A

)2

(cos

)2

(sin

2

2

4

3

V

VV

V

T

T (2.6.11)

(2.6.10)

(2) 热光开关

(3) 声光开关

声光开关工作原理

(4) 液晶光开关

液晶光开关工作原理

(5) 磁光效应光开关

磁光效应光开关工作原理

(6) 气泡光开关

气泡光开关结构图

2.7 光滤波器

光滤波器是光选择器件。按滤波特性分有带通滤波器、带阻滤波器、低通滤波器、高通滤波器等；按调节作用分有可调滤波器、固定滤波器；按结构类型分有光纤光栅滤波器、薄膜干涉滤波器、平面波导滤波器、 F-P 腔滤波器等。

均匀周期光纤光栅结构图

光纤光栅

布喇格光栅 (FBG: fiber Bragg grating)

长周期光栅 (LPG: long period grating)

啁啾光栅 (CFBG: chirped fiber Bragg grating)

取样光栅 (SFBG: sampled fiber Bragg grating)

T/R

Bragg光栅

T/R

啁啾光栅

T

取样光栅

T

长周期光栅

光纤光栅的制作方法全息法逐点写入法振幅掩膜法相位掩膜法

2.8.1 WDM 中心频率

国际标准 (C 波段 ) ：基于参考频率为 193.1THz (1552.52nm) 、最小 间 隔 为 100GHz (0.8nm) 的频率( 波长 ) 间隔系列。 DWDM(dense WDM) CWDM(coarse WDM)

2.8 光复用 /解复用器件

2.8.2 复用器和解复用器

光波分复用通信技术原理图

分类

WDM 器件

角色散型

干涉型

全光纤型

1. 角色散型

光栅型解复用器的两种结构