光纤

20/400 Y tterbium-Doped LMA Double Clad Fiber

Nufern's Large Mode Area (LMA) Ytterbium-doped double clad fiber is ideal for high power fiber lasers and amplifiers used in military, industrial, and medical applications. These fibers enable efficient, compact, diode pumped lasers that directly compete with traditional solid-state lasers. The fiber features a 20 micron diameter core and 400 micron diameter clad size with a low NA (0.06) core. With > 75% slope efficiency and compatibility with operating at > 1kW of CW output power, this fiber is ideal for use in high power single-mode industrial fiber lasers.

NU0048-2/11

7 Airport Park Road, East Granby, CT 06026 ? 860.408.5000 ? Toll-free 866.466.0214 ? Fax 860.844.0210 E-mail info @ https://www.wendangku.net/doc/5e6130063.html, ? https://www.wendangku.net/doc/5e6130063.html, Nufern products are manufactured under an ISO 9001:2000 certified quality management system.

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光纤传光原理

11-2 光纤传光原理 一、教学目的 1．了解光的全反射原理 2．掌握光的全反射条件 3．了解光纤传光原理 二、教学重点难点 重点：光的全反射条件 难点：由折射定律计算临界角 三、教学器材 光具盘 四、教学建议 教法建议：多媒体演示光的全反射现象，讲解，讨论 教学设计方案： （一）多媒体课件演示引入新课 草叶上露珠在阳光下晶莹透亮；透过杯壁观察盛满水的玻璃杯水面，光灿如银；水或玻璃中的气泡显得特别明亮。 为什么会出现这一些现象呢？这些都是光的全反射引起的。 （二）引出课程内容 1．光的全反射 （1）通过下面的实验观察光发生了怎样的变化。 让一束光沿着半圆柱玻璃砖从玻璃射向空气。（见11-7图），这时可以同时看到反射光线和折射光线，这两条光线都比入射光线要弱。增大入射角，折射角也随之增大，这时折射光线 90，这时折射越来越弱，反射光线越来越强。当入射角增大到某一角度?时，折射角等于0 光线沿两种介质的界面传播。再增大入射角，折射光线消失，只剩下反射光线，光线全部反射回到玻璃中，如下图所示。此时的反射光线几乎与入射光线一样亮。 图 11-7：观察光的全反射现象 （2）光的全反射定义 90折射角的入射角?称为临入射光全部被反射回原介质的现象称为光的全反射。对应于0 界角。

(3) 光发生全反射必须具备的条件是： ①光从光密介质射向光疏介质； ②入射角大于临界角。 复习提问：什么叫光疏介质，什么叫光密介质？ 答：两种介质相比较，折射率较小的（或光传播速度较大的）称为光疏介质；折射率较大的（或光传播速度较小的）称为光密介质。光疏介质和光密介质是相对的。 记住：光的全反射现象只发生在光密介质内部，如果光线从光疏介质射入光密介质不会发生全反射。 （4）临界角的计算 同学们还记得上次课所学习的折射定律吗？（提问2到3名同学回答，并在黑板上写下折射定律表达式） 由折射定律可以计算临界角： 201 sin sin 90n n ?= 21 sin n n ?= (11—5) 若光从某介质n 射向真空(或空气)，则 2n =l 1sin n ?= 根据上式，只要知道某种介质的折射率n ，就可以求出它对真空(或空气)的临界角?。书上用表11—2为我们列出了几种介质对真空(或空气)的临界角。 （5）全反射技术的应用 全反射在生产技术中有着广泛的应用。用全反射棱镜可以制造潜望镜；利用光在光导纤维中的全反射传光、传像等更是当今世界上最先进的通信方式。 提问请同学们思考讨论： 全反射在生产技术中还有哪些广泛应用？ （6）例题讲解 例题1.某种玻璃的折射率1n =1.52，水的折射率2n =1．33，光线如何射人，可在界面发生全反射?临界角?多大? 解 因为玻璃相对水是光密介质，所以只有当光从玻璃射向水里时才可能发生全反射，得 201sin sin 90n n ?= 21sin n n ?==1.331.52 =0.875 临界角?=0/ 613

音频信号光纤通信.

音频信号光纤传输实验 实验目的 1.了解音频信号光纤传输的方法、结构及选配各主要部件的原则。 2.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及其主要特性的测试方法。 3.学习分析音频信号集成运放电路的基本方法。 4.训练音频信号光纤传输系统的调试技术。 实验仪器 YOF-A音频信号光纤传输技术实验仪、光功率计、多波段收音机、音箱 实验原理 一、系统的组成 图1示出了一音频信号光纤传输系统的结构原理图，它由半导体发光二极管LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送部分、传输光纤部分和由硅光电池、前置电路和功放电路组成的光信号接收三个部分组成。 图1 光纤传输系统原理图 塑料光纤很柔软，而且可以弯曲，加工很方便。在光信息处理技术、光学计量、短距离数据传输等方面已获得较好的应用。本系统中，我们采用的传输光纤是进口低损耗多模塑料光纤，它的纤维直径是lmm，芯径为990μm，包层厚度为5μm。半导体发光二极管是采用发光亮度很高的可见红色光发光二极管作为光源，光电转换采用高灵敏的硅光电池作为转换元件，整个传输过程一目了然。 为了避免或减少谐波失真，要求整个传输系统的频带宽度要能复盖被传信号的频谱范围，对于语音信号，其频谱在300--3400Hz的范围内。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。

二、半导体发光二极管(LED)的结构及工作原理 光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求。所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯任务，目前在以上各个方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)。光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图2所示的N-p-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由直接带隙的GaAs(砷化镓)p型半导体材料组成，称有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由AlGaAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结，在图2中，有源层与左侧的N层之间形成的是P-N异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，敌这种结构又称N-p-P双异质结构，简称DH结构。当给这种结构加上正向偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边p-P异质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层内与空穴复合，导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其中有不少电子要释放出能量满足以下关系的光子： (1) 其中h是普朗克常数，是光波的频率，E 1是有源层内导电电子的能量，E 2 是导电电子与空穴复合后处于价键束缚状态时的能量。两者的差值Eg与DH结构中各层材料及其组份的选取等多种因素有关，制做LED时只要这些材料的选取和组份的控制适当，就可使得LED的发光中心波长与传输光纤的低损耗波长一致。所以为了减少损耗，LED发光波长应与传输光纤的低损耗波长一致，在实际通讯系统中，LED发出的光介于可见光的边远区域。 图2 半导体发光二极管的结构及工作原理 光纤通讯系统中使用的半导体发光二极管的光功率为光导纤维的尾纤输出功率，出纤光功率与LED驱动电流的关系称LED的电光特性，为了避免和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其修正等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰一峰值应位于电光特性的直线范围内。对于非线性失真要求不高的情况，也可把偏置电流选为LED最大允许工作电

光纤通信波分复用系统的研究与设计

武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文） 光纤通信波分复用系统的研究与设计 Research And Design Of Optical Fiber Communication Wavelength Division Multiplexing System 学生姓名谭辉 学号1030210221 专业班级通信技术1002（光纤通信方向） 指导教师陈义华 2013年5月

作者声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。 毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。 特此声明。 作者专业： 作者学号： 作者签名： ____年___月___日

摘要 20世纪90年代以来光纤通信得到了迅速的发展，光纤通信中的新技术也在不断涌现，其中波分复用技术就是光纤通信中重要的技术之一。波分复用(WDM)是在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术。 本文首先介绍了光纤通信的发展、特点、基本组成和波分复用技术(WDM)的基础知识、应用状况及目前存在的问题和发展状况，其中重点介绍了稀疏波分复用(CWDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的特点及其应用。其次深入分析了波分复用技术的基本原理与基本结构，同时深入分析了WDM系统的基本形式和主要特点及存在的问题，最后对现在的WDM的发展方向和前景做了进一步的探讨。 关键词：光纤通信；波分复用；技术研究

主板后部的光纤和同轴音频接口

主板后部的光纤和同轴音频接口推荐 网站承诺：阿邦网坚持写作客观独立的立场，永远不受金钱影响。秉承为人民生活服务的宗旨，与您分享特邀帮手的经验和知识，帮您解决生活问题，提高生活品质。本文系阿邦网独家稿件，未经许可，任何媒体和个人，不得全部或部分转载，违者必究。 主板输出来源：郭沛 [点击放大] 现在市面上的PC主板，一般都集成了比较全的声卡功能，随着HTPC的功能普及，主板集成的声卡预留的接口也越来越全面，一般的P35主板，都具备了光纤和同轴两个数字输出接口。如上图，就是一款技嘉的EP35主板，图纸圆线框内是同轴音频输出接口，矩形线框内是光纤输出接口。虽然这两种接口从原理上有很大区别，但都是属于数字输出接口。无论使用光纤接口还是同轴接口，其效果都是可以认为是一样的。 光纤接口需要专门的光纤音频连接线，其接口是接近矩形的，中间有一凹洞，光纤线接头中部带一突出插头，对应可插入这个凹洞，光纤口只是类似矩形，其中一个边是弧形的，这就保证了接头不可能接错，只有一个固定角度才能插入这个接口，插接牢靠后还会发出一声轻微的“咔嗒”声。连接牢靠后，在光纤线的另外一头，能够肉眼看到传递出的红色光线。而一根光纤连接线，一般都需要单独购买，价格从几十至数百不等。而同轴电缆的连接却可以非常便宜方便。 同轴电缆接口是圆形的，这个圆形接头的样式和一般电视和DVD机上的AV和分量等接头是一样规格的，虽然专业的同轴电缆线有卖的非常昂贵的产品，如果想省钱，完全可以找一根普通AV线来连接，就是购买DVD播放机甚至购买电视机都会赠送的那种红、白、黄三色的连接线。正因为同轴输出的接口和AV接口规格一致，所以这种线是可以恰好连接的，而且连接到解码放大器后，完全可以正常传输音频信号，尽管这种免费赠送的AV线材质量可能很一般，也并非专门的音频同轴线，但作为数字音频线，使用这种低质量的线材也并不会过份降低传输质量，对于一般家庭使用的效果，我感觉完全可以接受了。

LED可见光音频信号传输系统设计

LED可见光音频信号传输系统设计 摘要：LED具有调制特性良好的优点，可以使LED光源在照明的同时传输音频信号，本设计发射端利用三极管将音频信号放大后驱动LED发光，LED 的发光强度受音频的调制，接收端利用光敏二极管接收调制信号，功率放大器进行功率放大，最后将音频信号输出，实现无失真音频传输。 标签：LED;调制;放大;音频传输 引言 LED具有高亮度、低功耗、灵敏度高、调制特点好等优点，利用这些特性可以实现在照明的同时，把信号调制到LED光中进行传输。实现利用可见光为信息载体，不使用光纤等有线传输介质，在空气中直接传送光信号的通信方式，即可见光通信技术（Visible Light Communication，VLC） 利用LED高速调试的特性将音频信号调制到LED可见光上进行信息传输，这传输方式减少了电磁辐射对环境的影响，适合对电磁信号敏感的区域使用。在当前节能和环保两大主题的前提下，随着世界各国对白光照明光源的大力推广，以及其光谱特性、一特性、调制特性等性能的提高，基于白光可见光通信正在逐渐发展起来。 1 系统设计 系统整体由发射端和接收端两部分组成，发射端由MP3或音频信号发生器输入音频信号，通过三极管放大电路将音频信号放大，并驱动LED发光。接收端将光信号转化为电信经放大电路放大，再由功率放大器进行功率放大，从扬声器输出。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 2 电路设计 （1）电源设计。电源输入电压为220V工频交流电，三端稳压器采用电子设备中常用的线性稳压集成电路LM7812和LM7912。电路如图2所示，电路图中LM7812和LM7912接有一大一小两个滤波电容，大电容低频滤波，小电容高频滤波。跨接于LM7812和LM7912输入输出端的二极管D4、D5可以保护三端稳压器不被反向浪涌电流的冲击而烧毁。 （2）发射端设计。发射端电路如图3所示，当音频信号由A、B端输入，经耦合电容C1的隔直作用后会在三极管的基极加上一组和音频信号一样变化的电流，在由三极管的放大作用，驱动两个LED。因LED的发光强度与电流的大小成正比，所以LED的发光强度与音频信号的幅度大小同步调制，实现音频信

最全的光纤分类

光纤的种类 光纤可分为两大类：A类（多模光纤）和B类（单模光纤）。其详细分类请见以下表： 多模光纤的分类：

单模光纤的分类：1． 2． 3.

4. 5. 6.

IEC标准光纤分类详解 按照 IEC 标准分类，IEC 标准将光纤分为 A 类多模光纤： A1a 多模光纤(50/125μm 型多模光纤) A1b 多模光纤(62.5/125μm 型多模光纤) A1d 多模光纤(100/140μm 型多模光纤) B 类单模光纤： B1.1 对应于 G652 光纤，增加了 B1.3 光纤以对应于 G652C 光纤 B1.2 对应于 G654 光纤 B2 光纤对应于 G.653 光纤 B4 光纤对应于 G.655 光纤 A 类多模光纤 渐变型多模光纤工作于 0.85μm 波长窗口或 1.3μm 波长窗口，或同时工

作于这两个波长窗口。光纤适用于哪个窗口，主要由其带宽指标决定。多模光纤由于衰减大、带宽小，主要适合于低速率、短距离的场合传输需要，因其传输设备和器件费用低廉、连接容易，至今仍无法由单模光纤完全代替。 常规单模光纤(G.652 光纤) 常规单模光纤也称为非色散位移光纤，于 1983 年开始商用。其零色散波长在1310nm 处，在波长为 1550nm 处衰减最小，但有较大的正色散，大约为18ps/(nm?km)。工作波长既可选用 1310nm，又可选用 1550nm。这种光纤是使用最为广泛的光纤，我国已敷设的光纤、光缆绝大多数是这类光纤。 G.652 光纤中的三个子类 G.652A、G.652B、G.652C、G.652D 的区别主要在于：G.652A：最高传输速率为 2.5Gb/s G.652B：最高速率 10Gb/s，最高速率传输时需色散补偿适用于波长1310nm、 1550nm和1625nm的应用环境，优于ITU-T建议G.652标准和国家标 准技术规范。 产品特点 弯曲损失小；传输损失小；曲率小；几何尺寸稳定；可用于松套管及带 状两种用途；偏振模色散小。 G.652C：低水峰光纤，波长范围更宽，最高速率 10Gb/s，最高速率传输时需色散补偿。 G.652D：适用于多种波长范围（1300nm、1400nm和1550nm），品质优于ITU-T 建议G.652标准和国家标准技术规范。 产品特点

光纤传感中的光学原理及效应

第1章：光纤传感中的光学原理及效应 光学反射原理 分为镜面反射和漫反射 镜面反射和漫反射情况 基于反射原理的光纤传感器结构简单、工作可靠、成本低廉。主要应用于位移测量，振动测量，压力测量，浓度测量和液位测量。 光学折射原理

光学吸收原理 选择吸收：介质对某些波长的光的吸收特别显著 郎伯比尔(Lambert-Beer)定律： Lambert-Beer 定律是吸收光度法的基本定律，表示物质对某一单色光吸收的强弱与吸光物质浓度和厚度间的关系。 当气体浓度、光程均很小的时候，可以近似为： 光学多普勒效应 θ cos 11f f 02 20 0c u c u -= 雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据

反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。 声光效应 超声波通过介质时会造成介质的局部压缩和伸长而产生弹性应变，该应变随时间和空间作周期性变化，使介质出现疏密相间的现象，如同一个相位光栅 。当光通过这一受到超声波扰动的介质时就会发生衍射现象，这种现象称之为声光效应。 利用声光衍射效应制成的器件，称为声光器件。声光器件能快速有效地控制激光束的强度、方向和频率，还可把电信号实时转换 为光信号。此外，声光衍射还是探测材料声学性质的主要手段。 主要用途有：制作声光调制器件，制作声光偏转器件，声光调Q 开关，可调谐滤光器，在光信号处理和集成光通讯方面的应用。 磁光效应 具有固有磁矩的物质在外磁场的作用下，电磁特性发生变化，因而使得光波在其内部传输特性也发生变化的现象。 A 、法拉第效应：当线偏振光沿磁场方向通过置于磁场中的磁光介质时，其偏振面发生旋转的现象，对于给定的介质，偏振面旋转角度=介质长度×磁场强度×维厄德系数 B 、磁光克尔效应：指一束线偏振光在磁化了的介质表面反射时，反射光将是椭圆偏振光，而且以椭圆的长轴为标志的“偏振面”相对于入射偏振光的偏振面旋转了一定的角度。 分类： ①极化克尔效应，即磁化强度M 与介质表面垂直时的克尔效应，应用于磁光存储技术中 ②横向克尔效应：M 既平行于介质表面，但垂直于光的入射面 ③纵向克尔效应：M 既平行于介质表面，又平行于光的入射面 C 、磁致线双折射效应：某些由各向异性分子组成的介质，在不加磁场时表现为各向同性，加上足够强的外磁场时，分子磁矩受到了力的作用，各分子对外磁场有了一定的取向，使介质宏观上呈现各向异性，当光以不同于磁场方向通过这样的介质时，就会出现双折射现象。 电光效应 电光效应：指某些晶体的折射率因外加电场而发生变化的一种效应，当光波通过此介质时，其传输特性就受到影响而改变。 +++=20bE aE n n （6-3） 在上式中， aE 是一次项，由该项引起的折射率变化，称为线性电光效应或泡克耳斯（Pockels ）效

多模光纤和单模光纤对比分析

多模光纤和单模光纤区别 1、多模光纤是光纤通信最原始的技术，这一技术是人类首次实现通过光纤来进行通信的一项革命性的突破。 2、随着光纤通信技术的发展，特别是激光器技术的发展以及人们对长距离、大信息量通信的迫切需求，人们又寻找到了更好的光纤通信技术----单模光纤通信。 3、光纤通信技术发展到今天，多模光纤通信固有的很多局限性愈发显得突出： ①、多模发光器件为发光二极管（LED），光频谱宽、光波不纯净、光传输色散大、传输距离小。1000M bit/s带宽传输，可靠距离为255米(m)。100M bit/s带宽传输，可靠距离为2公里(km)。 ②、因多模发光器件固有的局限性和多模光纤已有的光学特性限制，多模光纤通信的带宽最大为1000M bit/s。 4、单模光纤通信突破了多模光纤通信的局限： ①、单模光纤通信的带宽大，通常可传100G bit/s以上。实际使用一般分为155M bit/s、 1.25G bit/s、 2.5G bit/s、10G bit/s。 ②、单模发光器件为激光器，光频谱窄、光波纯净、光传输色散小，传输距离远。单模激光器又分为FP、DFB、CWDM三种。FP激光器通常可传输60公里(km)，DFB和CWDM 激光器通常可传输100公里(km)。 5、数字式光端机采用视频无压缩传输技术，以保证高质量的视频信号实时无延迟传输并确保图像的高清晰度及色彩纯正。这种传输方式信息数据量很大，4路以上视频的光端机均

采用1.25G bit/s以上的数据流传输。8路视频的数据流高达1.5G bit/s。 因多模光纤最大带宽仅为1G bit/s，如果采用多模光纤传输，势必造成信息丢失、视频图像出现大量雪花甚至白斑、数据控制失常。 另一个致命的因素就是传输距离的限制，多模光纤1G bit/s带宽的传输距离理论上是255米(m)，如果考虑到光链路损耗，实际距离还要小几十米。 6、从单模光纤通信技术诞生之日起，就意味着多模光纤通信方式的淘汰。目前用多模光纤传输的已经很少了，只是因为市场的惯性而延续至今，对光纤通信这一行业的人来说，这早已是不争的事实。我们认为应该本照着对用户负责，对用户长远需求负责的精神提出合理建议 根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散(因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高。 多模光纤 多模光纤中光信号通过多个通路传播;通常建议在距离不到英里时应用。 多模光纤从发射机到接收机的有效距离大约是5英里。可用跟离还受发射/接收装置的类型和质量影响; 光源越强、接收机越灵敏，距离越远。研究表明，多模光纤的带宽大约为4000Mb/s。 制造的单模光纤是为了消除脉冲展宽。由于纤芯尺寸很小(7-9微米)，因此消除了光线的跳跃。在1310和 1550nm波长使用聚焦激光源。这些激光直接照射进微小的纤芯、并传播到接收机，没有明显的跳跃。如果可以把多模比作猎怆，能够同时把许多弹丸装人枪筒，那么单模就是步枪，单一光线就像一颗子弹。 单模光纤 单模光纤的纤芯较细，使光线能够直接发射到中心。建议距离较长时采用。 另外，单模信号的距离损失比多模的小。在头3000英尺的距离下，多模光纤可能损失其LED光信号强度的50%，而单模在同样距离下只损失其激光信号的

全光纤偏振波分复用器

全光纤偏振波分复用器 陈华上海大学光纤研究所引言：全光纤型偏振分束器是以熔融拉锥技术制成的一种特殊的耦合器。通过这一器件,能将构成基模的两个正交偏振模分离(分束),可以认为它是一个纤维型的Wollaston棱镜。他在相干通信、高级光纤传感系统和光纤测量技术方面均有广阔的应用前景。本文先对偏振分束器的结构及原理进行了描述与分析,进而通过对偏振分束器的偏振谱的测定与分析,最终我们发现,偏振分束器在一个较宽的波长范围内是一个极好的全光纤型偏振波分复用器。 原理：熔锥型光纤偏振分束器是以熔融拉锥的方法将两根局部裸露的光纤进行熔烧拉制所制成的熔锥型器件,该器件的结构可以用图1所示的结构来表示。其中, P1、P2分别为输入端的光功率,P3、P4分别表示输出端的光功率。熔锥型光纤偏振分束器耦合段的横截面为哑铃状如图2所示。 图1 偏振分束器的外形结构 图2 偏振分束器的横断面 其几何形状由2ρx和2ρy来描述。 (1) 其中 n=1.46 石英；n0=1 空气 假定偏振分束器拉细了的哑铃状耦合段中ρx=2ρy=10μm,当λ=1.3μm,其V值记作V(1.3),结果如下： V(1.3)≈26 这样大的V值当然已不满足单模条件,这表明在拉细了的耦合段已不能区分原有的芯子和包层,因此可以说熔锥型器件是一种包层模器件。 进而考虑两个最低阶模：LP01和LP11,他们对应的传播参数为β01和β11。由于原始的单模光纤不可能绝对圆对称,因此他们的偏振分量；。 偏振分量的功率写作, (或y) Ci为偏振模的耦合系数 当耦合器有足够长度时,在经整数N次耦合振荡后,在某一波长λ0,有可能出现如下的情况： (2) 即两个偏振分量恰好差了π/2。在这种情况下则有：； 这就是说,对某一波长λ0,当两个偏振分量恰好产生π/2的相位差时,可达到最大的偏振消光比。从而可以实现在λ0处的偏振分束。 进而我们可以推导出上述所需整数耦合振荡次数N的数学表达式： (3) 将λ0=1.3μm的有关数值代入,得到耦合振荡次数N： N(1.3) ≈37 再进一步可以推导出实现偏振分束所要求的耦合长度L。 经推导,最后获得下式(4)器件耦合长度： (4) 将λ0=1.3μm的有关数值代入式(4),可得到耦合长度L： L(1.3) ≈9mm

光纤通信原理光纤传输原理图

光纤通信原理光纤传输原理图 光纤通信原理 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维 中的全反射原理而达成的光传导工具。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。从20世纪80年代后期开始，掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。 光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。在使用光纤的通信系统中，不需将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器)是1985年英国南安普顿大 学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤放大器的工作原理： 铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤（长约10-30m）和泵浦光源组成。其工作原理是：掺铒光纤在泵浦光源（波长980nm或1480nm）的作用下产生受激辐射，而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化，这就相当于对输入光信号进行了放大。研究表明，掺铒光纤放大器通常可得到15-40db的增益，中继距离可以在原来的基础上提高

100km以上。那么，人们不禁要问：科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素来提高光波的强度呢？我们知道，铒是稀土元素的一种，而稀土元素又有其特殊的结构特点。长期以来，人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法，来改善光学器件的性能，所以这并不是一个偶然的因素。另外，为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢？其实，泵浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm，但证明波长980nm的泵浦光源激光效率最高，次之是波长1480nm的泵浦光源。 掺铒光纤放大器的基本结构： EDFA的基本结构，它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤，芯径3-5微米，掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。当信号光与泵光同时注入到铒光纤中时，铒离子在泵光作用下激发到高能级上，三能级系统)，并很快衰变到亚稳态能级上，在入射信号光作用下回到基态时发射对应于信号光的光子，使信号得到放大。其放大的自发发射(ASE)谱，带宽很大(达20-40nm)，且有两个峰值分别对应于1530nm和1550nm。 掺铒光纤放大器的优点:

综合布线中如何选择多模光纤和单模光纤[详细]

综合布线中如何选择多模光纤和单模光纤 【文章摘要】光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模.多模光纤的纤芯直径为50或62.5μ米,包层外径125μ米,表示为50/125μ米或62.5/125μ米.单模光纤的纤芯直径为8.3μ米,包层外径125μ米,表示为8.3/125μ米. 1、光纤分类 光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模.多模光纤的纤芯直径为50或62.5μ米,包层外径125μ米,表示为50/125μ米或62.5/125μ米.单模光纤的纤芯直径为8.3μ米,包层外径125μ米,表示为8.3/125μ米. 光纤的工作波长有短波850n米、长波1310n米和1550n米.光纤损耗一般是随波长增加而减小,850n米的损耗一般为2.5dB/千米,1.31μ米的损耗一般为0.35dB/千米,1.55μ米的损耗一般为0.20dB/千米,这是光纤的最低损耗,波长1.65μ米以上的损耗趋向加大.由于OHˉ(水峰)的吸收作用,900~1300n米和1340n米~1520n米范围内都有损耗高峰,这两个范围未能充分利用. 2、多模光缆 多模光纤(米ulti 米ode Fiber) －芯较粗(50或62.5μ米),可传多种模式的光.但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重.因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里.如下表,为多模光缆的带宽的比较: 提到万兆多模光缆,需要作些说明,光纤系统在传输光信号时,离不开光收发器和光纤.因传统多模光纤只能支持万兆传输几十米,为配合万兆应用而采用的新型光收发器,ISO/IEC 11801制定了新的多模光纤标准等级,即O米3类别,并在2002年9月正式颁布.O米3光纤对LED和激光两种带宽模式都进行了优化,同时需经严格的D米D测试认证.采用新标准的光纤布线系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米,而在单模方式下能够达到10 公里以上(1550n米更可支持40公里传输).

音频输出光纤与同轴的基本原理及效果对比

音频输出光纤与同轴的基本原理及效果对比 就家庭影院来说，仅比较DVD、AVP的输入输出数字接口 光纤原理： DVD光纤接口-->电信号转光信号－－－光纤－－－光信号转电信号-->AVP 同轴原理： DVD同轴接口-->电信号－－－－－－－同轴－－－－－－－电信号-->AVP 大家比较上面可看出，光纤多经过2道转换。 实际上音频效果与光纤或同轴的质量息息相关 在理论上光纤或同轴的质量都非常好的情况下： 1，短距离：用同轴效果好（因为光纤多2道转换）（实际上差别不太听得出） 2，长距离：用光纤效果好 讲讲传输距离： 光纤的优势在于长距离传输,光纤接头损耗按0.5计,光缆按达标范围算.DVD输出、avp输入，两头接光缆，共4接头。假如光接受端最佳工作范围10db（就是推荐接受光功率范围，不是动态范围），AVP可能比通信光传输设备骄气，也不会<5db 通信上 用1550nm波长可传输(10－4×0.5)/0.22=36km 用1310nm波长可传输(10－4×0.5)/0.37=21km 使用G.652或G.655单模光纤 现DVD一般用650nm、780nm波长 使用普通多模纤衰减系数120左右，可传200m左右 使用新型POF光纤，衰减系数20左右，可传500m左右 上述传输距离与1m的效果基本上没有区别 同轴传输： 最大传输距离：2M 220m 155M 150m 数字接口音频信号<3M，以2M为例讲 2M理论上可传220m，但是衰耗大，信号衰减的不成样子 虽说2M最佳距离在35m以内，但是实际使用还是越短越好，具体衰减系数我不在这里讲了。35m左右做的2M专线数据业务还会有丢包现象（当然不排除路由器、协议转换器的问题） 总结： 家庭使用（当然距离不会超过20m吧），你的光纤、同轴哪种线的质量好就用哪个。 如果PC至AVP距离大于20m，推荐使用光纤，光纤埋墙一定要穿管和多放预留纤。长距离光纤你们不会说找不到吧。也不用埋光纤尾缆哦。外留光纤接头必须加帽子，压、折、灰尘是光纤的死敌。

光纤的导光原理

光纤的导光原理 光是一种频率极高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导，因此光在光纤中的传输理论是十分复杂的。要想全面地了解它，需要应用电磁场理论、波动光学理论、甚至量子场论方面的知识。但作为一个光纤通信系统工作者，无需对光纤的传输理论进行深入探讨与学习。 为了便于理解，我们从几何光学的角度来讨论光纤的导光原理，这样会更加直观、形象、易懂。更何况对于多模光纤而言，由于其几何尺寸远远大于光波波长，所以可把光波看作成为一条光线来处理，这正是几何光学的处理问题的基本出发点。 -全反射原理 我们知道，当光线在均匀介质中传播时是以直线方向进行的, 介质 的分界面时，会发生反射与折射现象，如图5-1所示。 （公式5-1） 其中n1为纤芯的折射率，n2为包成的折射率。 显然，若n1>n2,贝U会有F诗^1。如果n1与n2的比值增大到一定程度，则会使折射率?，此时的折射率光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上经过（: ），或者重返回到纤芯中进行传播（鬥応讣I朋|）。这种现象叫光的全反射 现象，如图5-2所示。 图5-2光的全反射现象 人们把对应于折射角◎等于90的入射角叫做临界角，很容易可以得到临界角 但在到达两种不同根据光的反射定律, 根据光的折射定律 : I 2=903 O

不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行 传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。 早期的阶跃光纤就是按 这种思路进行设计的。 -光在阶跃光纤中的传播 传播轨迹了解了光的全反射原理之后，不难画出光在阶跃光纤中的传播轨迹，即 按 “之”之形传播及沿纤芯与包层的分界面掠过，如图 5-3所示。 通常人们希望用入射光与光纤顶端面的夹角来衡量光纤接收光的能力。 于是产生 了光纤数值孔径NA 的概念。 因为光在空气的折射率nO=1,于是多次应用光的折射率定律可得: Sin? 为黒证去祖Jte 蚌中的全反射.则应心吗?％, H （公式5--2） 其中，相对折射率差: * 听 占 =T 1 （公式 5--3） 因此，阶跃光纤数值孔径 NA 的物理意义是：能使光在光纤内以全反射形式进行 传播的接收角B c 之正弦值。 需要注意的是，光纤的NA 并非越大越好。NA 越大，虽然光纤接收光的能力越 强，但光纤的模式色散也越厉害。因为 NA 越大，则其相对折射率差△也就越大（见 5--2公式），以后就会知道，△值较大的光纤的模式色散也越大，从而使光纤的传输 容量变小。因此NA 取值的大小要兼顾光纤接收光的能力和模式色散。 CCITT 建议光 纤的NA=。 -光在渐变光纤中的传播 定性解释 图5-3光在阶跃光纤中的传输轨迹 = =

零水峰单模光纤知识

零水峰单模光纤 又称ITU G.652.C/D 光纤，是采用一种新的生产制造技术，尽可能地消除OH 离子1383nm 附近处的“水吸收峰”，使光纤损耗完全由玻璃的本征损耗决定，在1280～1625nm 的全部波长范围内都可以用于光通信。零水峰光纤（Zero water peak fibre ），消除了由“水峰”引起的高衰减现象，确保了 E 波段的信号传输。而G.652.C/D 光纤拥有跟传统单模光纤相同的色散。ITU G.694.2 CWDM 信道被覆盖，而那些用红色标出的区域则表明由ITU G.652.C/D 光纤引起的信道增益。通过消除水峰，不仅CWDM 技术可以使用E-波段，它也成为高速通讯的一种理想单模光纤。 零水峰光纤，能满足国际电工委员会对水峰衰减H2 老化特性测试标准的要求，使用起来即可以避免水峰现象又可防止在光纤的使用生命里水峰重返现象。 标准或传统的单模光纤通常用于长程或高速传输话音、数据或视像。这种光纤最佳的传输窗口为波长为1310nm和1550nm的窗口。在传统单模光纤玻璃的制造过程中，在1400nm波长区域会出现一个叫水峰的光吸收峰，此吸收峰源于氢氧根离子的吸收。水峰增加了在此特定区域的衰减损耗(衰减损耗可达2dB/km或更高)。对于过去和现在的应用它并没有什么影响，因为这些应用是工作于1310或1550nm波长窗口。 但是随着像40Gb/s等更高传输率应用的研究和开发，多信道波分复用(WDM-波长划分多路复用)引起了人们的兴趣。多信道波分复用是一种在一根光纤上传输更多数据的方法，从A 点到B点传输不是采用一个波长来传输一个信号，而是在一根光纤里使用几种不同波长的来传输几种数据率和协议都不相关的不同的信号。例如，SDH/SONET、千兆以太网以及快速以太网等几种协议可全都在同一芯光纤内运行因为每种信号会有自己独自的工作波长。 多信道波分复用有两种模式；密集波分复用(DWDM)和稀疏波分复用(CWDM)。 密集波分复用：这是一种用于在单根光纤里传输数字视像的技术。传输信道的间隔很密，典型的间隔约为0.8nm。密集波分复用的波长分布在C-波段和L-波段内。 稀疏波分复用：这是一种用于在单根短距离的光纤内传输更多信道的技术。传输信道的间隔较疏，典型的间隔约为20nm。此技术比密集波分复用便宜约1/3，是城域/电信接入应用的一个较好的候选方案。稀疏波分复用的波长已由ITU(国际电信联盟)在2002年制定了标准(CWDM ITU G.694.2)。此标准论述了在一种特殊类型光纤内，利用1270-1610nm的波长区间设18个CWDM信道的可能性，这意味着CWDM的波长落入O-、E-、S-、C- 及L-波段。传统的单模光纤在1400nm的水峰区使18个CWDM信道中位于E-波段的4个信道无法使用，因此无法获得最理想的效果。 为了解决传统单模光纤在多信道波分复用中的缺陷，我们采用一种新的单模光纤——“零水峰”单模光纤。 要想使用全部光谱范围，在水峰区域的高衰减就必须消除。零水峰光纤在制造时无氢氧根离子，因而在1400nm区域获得更好的衰减控制。通过消除水峰，不仅CWDM技术可以使用E-波段，它也成为高速通讯的一种理想单模光纤。

音频信号的光纤传输+实验报告

音频信号光纤传输实验 摘要: 实验通过对LED-传输光纤组件的电光特性的测量，得出了在合适的偏置电流下，其具有线性。验证了硅光电二极管可以把传输光纤出射端输出的信号转变成与之成正比的光电流。 Abstracf The experimental transmission through the LED-fiber components of the electro-optical properties Measuring obtained at the right bias current, with its linear. Verification of the silicon photodiode fiber can transmit a radio-signal output into with the current proportional to the light. 一.前言: 1.实验的历史地位: 光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息社会各种信息网的主要传输工具。随着光纤通信技术的发展,一个以微电子技术,激光技术,计算机技术呵现代通信技术为基础的超高速宽带信息网将使远程教育.远程医疗.电子商务.智能居住小区越来越普及.光纤通信以其诸多优点将成为现代通信的主流,未来信息社会的一项基础技术和主要手段. 2.实验目的 了解音频信号光纤传输系统的结构 熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法 了解音频信号光纤传输系统的调试技能 3.待解决的几个主要问题: 声音是一种低频信号，你可能有这样的经历，当你说话的声音较低时，只有你旁边的人可以听见你的声音，要让声音传的远些你必须大声喊。这说明了低频信号的传播受周围环境的影响很大，传播的范围有限。为了解决上述的问题，在通信技术中一般是使用一个高频信号作为载波利用被传输的信号（如音频信号）对载波进行调制。当信号到达传输地点时需要对信号进行解调，也就是将高频载波滤掉，最终得到被传输的音频信号。随着通信容量的增加和信息传递速度的加快，上述传播过程的缺陷也暴露了出来，主要为以下几点： 1信号间的干扰； 2 对接手端和发射端阻抗匹配要求较高； 3 传播速度受到一定的限制。 专家们一致认为解决上述问题的关键是利用光作为信号的载体，也就是所说的光纤通信。本实验的目的就是去了解光纤传输系统的结构，以及半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。 二. 实验介绍 1.实验原理

实验一音频信号光纤传输技术实验

音频信号光纤传输技术实验 [目的要求] 1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能。 2.了解音频信号光纤传输的结构。 3.学习分析集成运放电路的基本方法。 4.了解音频信号在光纤通信的基本结构和原理 [仪器设备] 1.ZY120FCom13BG3型光纤通信原理实验箱。 2.20MHz双踪模拟示波器。 3.FC/PC-FC/PC 单模光跳线 4.数字万用表。 5.850nm光发端机和光收端机 6.连接导线 7.电话机 [实验原理] 一．半导体发光二极管结构、工作原理、特性及驱动、调制电路光纤通讯系统中，对光源器件在发光波长、电光效率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等许多方面均有特殊要求。所以不是随便哪种光源器件都能胜任光纤通讯任务，目前在以上各个方面都能较好满足要求的光源器件主要有半导体发光二极管（LED）、半导体激光二极管（LD），本实验采用LED作光源器件。 图 1 半导体发光二极管及工作原理 光纤传输系统中常用的半导体发光二极管是一个如图所示的N-P-P三层结构的半导体器件，中间层通常是由GaAs（砷化镓）p型半导体材料组成，称有源层，其带隙宽度较窄，两侧分别由GaAlAs的N型和P型半导体材料组成，与有源层相比，它们都具有较宽的带隙。具有不同带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异结。在图（1）中，有源层与左侧的N层之间形成的是p-N 异质结，而与右侧P层之间形成的是p-P异质结，故这种结构又称N-p-P双异质结构。当给这种结构加上正向偏压时，就能使N层向有源层注入导电电子，这些导电电子一旦进入有源层后，因受到右边p-P异质结的阻挡作用不能再进入右侧的P层，它们只能被限制在有源层与空穴复合，导电电子在有源层与空穴复合的过程中，其中有不少电子要释放出能量满足以下关系的光子：

光纤通讯技术

TDM (Time Division Multiplex)时分多路复用，即在一个传输介质上传输多路数字化信号的技术，具有可靠、快速等特点。在MACH2系统中，TDM总线主要用于传输电压、电流等模拟信号，并具有以下特点：串行通讯连接，最大31个数据槽（每个数据槽32字节）加一个校验和数据槽，时钟频率达10.6 MHz(32Hz/3)，数据单向传输，一发多收。 ETDM:Electrical Time Division Multiplexing电时分复用 光纤通信系统技术的发展<1> 在电信的发展史上，还没有哪一种业务象IP那样对通信网带宽的增长速度有如此高的要求，以18个月集成度加倍为标志的摩尔定律对此也有些力不从心，每9个月传输带宽加倍的光纤通信发展为光纤通信技术的进步提供了广阔的用武之地。同时，光电子与光纤技术的进步为光纤通信系统技术发展提供了强劲的动力。 电时分复用系统比特率更上一层楼 1999年以来，10Gbit／S SDH系统和以10Gbit／S为基础的密集波分复用（DWDM）系统迅速投入应用，反映微电子先进水平的是具有768×768VC4交叉连接能力的STM－64分插复用器ADM。另外，InP材料工艺和HEMT器件的进步使电时分复用（ETDM）的STM－256（40Gbit／s）系统即将走出实验室，这代表了当今微电子技术在传输比特率方面的最高水平。为此ITU－T已修改G.707建议，增加了40Gbit／s帧结构标准。 随着比特率的提高，光接收机灵敏度下降，如果要限制因光纤影响带来的光功率代价不超过2dB，10Gbit/s系统与2.5Gbit/s系统相比，接收机最低光信噪比OSNR要提高约6dB，40Gbit／s系统又要再提高约6dB，OSNR的提高意味着放大段距离需缩短。为了使系统升级扩容时能维持放大段距离不变二加大发送光功率似乎是一种解决办法，但这将加剧光纤的非线性影响。可行的办法是采用前向误码纠错（FEC），以便在再生器接收机输入端低OSNR 情况下仍可得到较好的误码性能。ITU－T在2000年4月对G.707建议进行修改，利用SDH 的段开销SOH中空余字节以BCH－3码方式增加了FEC可选功能，这一功能可应用到2.5Gbit/s、10Gbit/s和40bit/s SDH系统，预期这一功能可获得2dB的误码性能改善。对40Gbit ／s系统还可以考虑利用喇曼技术来提高OSNR，即在EDFA输入端之前加入1450nm波长的喇曼泵，对靠近EDFA输入端的上游区段光纤上的光信号进行放大，在1550nm有望可获得23dB的喇曼峰值增益。10Gbit／S和40Gbit／S ETDM系统走向实用还需解决色散补偿问题，与G.652光纤相比，非零色散位移光纤（G.655）所需的色散补偿量可以较少，DCF