一招识别不同类别的无源光纤器件

许多光纤通信器件皆用于光纤通信系统中。根据是否需要进行光电能转换分类，光纤通信设备分为有源光设备和无源光设备。无源光设备工作时不需要追加电源，分为连接用设备和功能性设备。

光纤连接器是连接用的无源设备，而光衰减器、光耦合器、波分复用器、波长转换器、光开关、光过滤器等是功能性的无源设备。

1、光衰减器。

光衰减器是稳定正确减少光信号功率的无源光设备，调节电缆线路的损失、测量终端机的灵敏度、校准光功率计等是其功能。光纤传输线路的光信号过强时，会损坏光接收机，需要使用光衰减器来消耗光电。

因光衰减器的工作原理，光衰减器可分为位移型光衰减器、直接镀膜型光衰减器、损耗片型光衰减器和液晶型光衰减器。根据消耗器的消耗量是否可以调整，可以将光衰减器分为固定光衰减器和可调光衰减器。

(1)固定光衰减器。

固定光衰减器造成的光功率损耗值是固定不动的，具体规格有3dB、5dB、10dB、15dB、20dB、30dB、40dB等标准损耗量。

(2)可调光衰减器。

可调光衰减器造成的光功耗值可在一定范围内调节。可调光衰减器可分为分级可调式和连续可调式两种。

对光衰减器性能的要求是插入损失低，回波损失高，分辨率线性和重复性好，损失量调整范围大，损失精度高，设备体积小，重量轻，环境稳定性好。其中，分辨率的线性度取决于消耗部件的特性和采用的读数显示方式和机械调整结构的重复性，也取决于采用的读数显示方式和机械调整机构。

2、光耦合器。

光耦合器是分路、合路或分配光波导向间电磁场的相互耦合。光耦合器可将一路光信号分配成多路，即分路器，又称分光器。相反，也可以将多路光信号合成一路光信号，即合路器，也称为合光器

光耦合器分离光信号或合路后光信号功率发生变化。1:2N(N为正整数)的分光器平均分配的光信号功率比输入光功率下降3×NdB。

从端口形式：光耦合器包括x形(2×2)耦合器、y形(1×2)耦合器、树形耦合器、星形(N×N、N)2)耦合器等

耦合器的主要特性指标：即插入损耗和隔离度。插入损耗是指定输出端口的光功率相对全输入光功率的减小值，这个值越小越好。隔离度是指光耦合器某光路输出端口测定的其他光路信号(不需要)的光功率与注入光功率的比例，该值越小隔离度越好，说明各输出口之间的串词越小。

3、波分复用器。

波分再利用技术-波分复用(简称WDM)技术是将一系列载有信息但波长不同的光信号合成一系列，沿着单个光纤传输的接收端分离各波长的光信号的通信技术。这种技术可以同时在一个光纤上传输多个信号，每个信号都由特定波长的光传输。

其中系统最核心的部件是波分再利用器，即合波器(也称为光再利用器)和分波器(也称为光解再利用器)

合波器和分波器分别置于光纤两端，实现不同光波的耦合和分离。合波器将多个不同波长的光信号组合在一起，并注入一个光纤进行传输。合波器在波分复用系统的接收端，将一根光纤组合在一起的光信号分离，送入不同的接收端。合波器和分波器原理相同，只要改变输入、输出的方向。波分复用器的主要类型有熔融拉锥型、介质膜型、格栅型和平面型4种。

波分复用器的主要特性指标除了插入损耗和隔离度外，还有中心波长、中心波长的工作范围等。

4、光波长转换器。

光波长转换器的功能是使光信号从一个波长转换到另一个波长的设备。根据波长转换机理，光波长转换器可分为光电型光波长转换器和全光型光波长转换器。光波长转换器广泛应用于光交叉互联、光网管理等领域。

(1)光电型光波长转换器。

光电型光波长转换器将波长转换为λ1的光信号转换为电信号，整形后调制所需波长转换为λ2的半导体激光(简称LD)，输出波长转换为λ2的光信号，为实现波长转换。光电型光波长转换器技术比较成熟，容易实现，工作稳定。缺点是装置结构复杂，成本随速度和部件数增加，功耗大，限制多波长通道系统的应用。

(2)全光型光波长转换器。

全光型光波长转换器不需要将光信号转换电信号处理，直接将光信号从一个波长转换为另一个波长，在光域直接实现波长转换。将波长为λ1的光信号与波长为λ2的连续检测光信号连接到半导体放大器(简称SOA)。输入光信号为高电平时，饱和SOA的增益，调制连续的检测光，将输入光信号所携带的信息转换为λ2，通过滤波器取出λ2的光信号，可以实现λ1到λ2的全光波长转换。全光型光波长转换器克服了光电型光波长转换器速率的瓶颈，工作速率高。其缺点是长波长和短波长转换时不对称，消光较低。

5、光隔离器和光环行驶器。

光隔离器的作用：保证光波正向传输，避免光缆线路中由各种因素引起的反射光返回激光，使得激光的工作稳定性受到影响。

光环行驶器有多个端口，其工作原理与隔离器类似，主要用于光分插复用器。

6、光开关。

光开关是控制光纤传输通道中光信号通、断、光路切换的无源设备。光开关的外形，广泛应用于系统保护、系统监控和换光技术。光开关有微电机械开关(MEMS)、电光开关、热光开关和SOA光开关等类型。

7、光纤格栅。

光栅由折射率周期性变化形成。光栅是利用向光纤芯照射紫外线时折射率上升的现象制作的。光射到光栅内时，只有符合折射率周期变化的波长光会受到影响(反射或向光栅外发射)

波长选择性能高、与光纤结合容易、插入损失低、结构简单、体积小等优点，让光纤光栅越来越受到关注，其应用范围扩展到光纤激光、WDM合/分波器、超高速系统色散补偿器、EDFA增益平衡器等光纤通信和温度、应变传感等领域。