Y1O001波分复用器

 

 

# 波分复用器
## 光分波器
### 波分合波器种类
* 耦合型
* 光纤熔融拉锥
* 熔融拉锥法是指将两根（或两根以上）除去涂覆层的光纤以一定的方法靠拢，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度，可得到不同的分光比例。
* 角色散型
* > 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数。它表示谱线的角位置对波长的变化率。也称角色散。
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* > 同时需要注意，衍射和光栅！！
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* > 由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅方程）：dsinθ=kλ（k= 1，2，…， n）

* 棱镜
* > 光栅与棱镜比较具有一系列优点。首先棱镜的工作光谱区受到材料透过率的限制；在小于120nm真空紫外区和大于50微米的远红外区是不能采用的，而光栅不受材料透过率的限制，它可以在整个光谱区中应用。
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* > 光栅的角色率几乎与波长无关，光栅角色散在第一级光谱中比棱镜大，不过在紫外250nm时石英角色散比光栅角色率大。光栅的分辨率比棱镜大；由于光栅具有上述优点将更进一步得到应用。

* 光栅
* > 由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅（grating）。
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* > 最早的光栅是1821年由德国科学家J.夫琅和费用细金属丝密排地绕在两平行细螺丝上制成的。因形如栅栏，故名为“光栅”。
* > 现代光栅是用精密的刻划机在玻璃或金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分，其种类很多。
* > 一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝。
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* > 光栅分类
* > 分为3D立体光栅、光栅尺、安全光栅、复制光栅、全息光栅、反射光栅、透射(衍射)光栅。基本上都是由一系列等宽等间距的平行狭缝组成，在1毫米的长度上往往刻有N多条的刻痕。
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* > 刻痕处不透光，未刻处透光，我们称之为透射光栅，另一种光栅是反射光栅，有些需要进行特殊的镀膜处理，根据这种阴阳效果演变出更多的图形镜,图案镜等,简单原理就像是手电筒对着手指投影到对面墙壁看到的图形。
* > 只是一个是微光一个是宏光制做.犹如在发丝上雕刻,工艺的难易不同。按所用光是透射还是反射分为透射光栅、反射光栅。
* > 按其形状又分为平面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅、正交光栅、相光栅、炫耀光栅、阶梯光栅等。

* 阵列波导
* awg应该是干涉
* 衍射光栅
* 凹透镜
* 滤波器型
* 吸收
* 干涉
* 法布里-帕罗型
* 多层介质膜
* 带通
* 高、低通
### 光纤熔融拉锥波分复用器
* 利用了光功率耦合系数（耦合比）和波长有关的用作原理
* 主要应用于双波长的复用
* 优缺点
* 优点
* 可逆、插损小、不需要波长选择器件、结构简单
* 缺点
* 器件体积大、复用通道少、隔离度低
* 主要使用于CWDM
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### 反射光栅型波分复用器
* 透射光栅型波分复用器
* 当由不同的波分复用的光信号，以同一方向入射到光栅上时，这个波分复用的光信号通过各个单缝就会产生衍射，最后多个狭缝衍射产生的光互相叠加产生干涉条纹，不同的波长对应不同的干涉条纹，结果使不同波长的光，以不同的角度输出。
* 缺点
* 器件工作效率低，能量损耗大
* 透射光栅为什么比反射光栅效率低不理解，随便编个理由的话，可能是因为光栅厚度吧！！
* 反射光栅型波分复用器
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* 优缺点
* 优点
* 波长通道数大（~132Ch）
* 通道间隔小（商用~0.4nm）
* 插损不随通道数增加
* 缺点
* 温度敏感（~0.01nm/℃），需要温度补偿（温控、材料补偿）
* 高斯型带通（采用特殊技术可以实现平顶，但增大损耗）
* 偏振敏感、光谱利用率低
* 不利于长途波分复用器件的级联应用场合
* 不易大规模生产，因此工程中没有得到广泛应用
### 多层介质膜波分复用器
* 吸收滤波型波分复用器
* 干涉滤波型波分复用器
* 相比吸收滤波型波分复用器，WDM系统中最常用干涉滤波型波分复用器
* 原理
* 利用200多层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜按照设计要求组合成一个介质膜系，对各个特定的波长进行选择干涉滤波，即只允许特定波长的光通过，而其他所有波长被光反射，以实现不同波长的光波分复用功能。
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* 优缺点
* 优点
* 带通特性好
* 偏振相关损耗小
* 插损低（5~7dB）
* 采用高稳定的带通滤光片，温度敏感性小（0.0005nm/℃，不需要温控）
* 缺点
* 子主题 1
* 性能指标
* 参考《光器件及其应用》胡先志，表10-3
### 阵列波导光栅型波分复用器
* 高速、密集波分复用系统中使用最多
* 阵列波导：一般由几百条波导组成
* 阵列波导光栅通常用于波分复用WDM系统中的光复用器optical (de)multiplexers，这些设备能够把许多波长的光复合到单一的光纤中，从而提高光纤网络的传播效率。

阵列波导光栅基于不同波长的光相互间线性干涉的基本光学原理，这意味着，如果每个通道使用有细微波长差别的光，许多通道的光能够被单一的光纤的携带，而只有可忽略的信号串扰。【干涉！！】
* 需要了解的知识点
* 罗兰圆
* 如果光源在，凹面光栅的凹的切面圆曲率半径R的一半的那个圆上
在这个红色圆上，无论从那个点入射，咱们黄色光束是入射光，经过凹面光栅反射后汇聚的光(蓝色)的焦点，也在这个圆上
* 阵列波导发生干涉后会有明暗相间的条纹，类似衍射光栅，但不是衍射。
* 不过总觉得这张示意图怪怪的，同一波长的亮条纹点应该不止一个吧，而且这么做的话awg是不是有很大的衰减？留着问题日后回顾
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* 应用：复用/解复用（16通道以上WDM系统中最具竞争力的器件）
* awg特点
* •信道间隔（1.6 0.8 0.4nm）
•端口（18 116 132 164)
•需要温控（0.01nm/C0)
•插损不随通道数增加(6~7dB)
•高斯型通带（采用特殊技术可实现平顶，但增大插损）
•隔离度~22dB
•PDL<1dB
### 偏振波复用
### 高信道数的波分复用器
## 光耦合器
## 分束器
### 分束器是可将一束光分成两束光或多束光的光学装置，它是大多数干涉仪的关键部分。通常是由金属膜或介质膜构成。
### 最常见的形状是立方体，由两个三角形玻璃棱镜制成，它们使用聚酯，环氧树脂或聚氨酯类粘合剂在基体上胶合在一起。调整树脂层的厚度，使得通过一个“端口”（即，立方体的面）入射的光的（一定波长）的一半被反射，另一半由于全部内反射而被继续传输。