平面波导型光分路器对光工艺
目录
引言 - 1 -
一、平面波导型光分路器 - 2 -
（一）平面波导型光分路器概述 - 2 -
（二）平面波导型光分路器的种类 - 2 -
（三）平面波导型光分路器的作用 - 4 -
（四）平面波导型光分路器的优缺点 - 4 -
二、平面波导型对光工艺 - 5 -
（一）平面波导型对光的原材料 - 5 -
（二）平面波导型对光所需仪器 - 6 -
（三）平面波导型对光工作的原理 - 7 -
（四）平面波导型对光步骤 - 7 -
（五）平面波导型对光的关键控制点 - 12 -
结语 - 14 -
参考文献 - 15 -
致辞 - 16 -
引言
十八世纪七十年代，英国物理学家丁达尔在英国皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个十分简单的实验：在装满清水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮，实验的结果使学者们大吃一惊。人们看到，发光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲的同时，光线也跟着水流弯曲，光居然被弯弯曲曲的水给俘获了。
人们以前也发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒前进，这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的深入研究，发现这是光的折射的作用，由于水等介质密度由于比周围的物质（如空气）大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好像在水流中弯曲前进。
后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
称它为光导纤维。
正是光导纤维的产生使得光导链路端口有了很大的发展和创新，人们在前人的肩膀上，让光分路器更加高效、实用。
光分路器的主要应用场所
1．适用于熔纤盘、光缆接头盒。一般用于从总通信机房到大楼之间的远距离传输光缆之间的连续接续，有树结构和环结构。
2．适用于一体化配线模块。主要用于在通信机房的光纤配线架内部，也可以与数字配线单元 、音频配线单元同装在一个机柜/架内。构成综合配线架。
3．适用于网络箱，光缆配线箱（ODB）。大多数在光纤与接入光纤通信设备输出端之间配线连接
4．19英寸的综合架数据中心，网络，服务器，工作站，控制系统，通讯系统和办公室。
5．ODF、光缆交接箱。主要是将光信号由大楼传入小区内部进行通信的一种媒介。
一、平面波导型光分路器
（一）平面波导型光分路器概述
光分路器简称为分光器，是光纤链路当中重要的无源器件之一，是具有一个或多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件。光分路器按分光原理可以分为熔融拉锥型（FBT）和平面波导型两种。如图1-1和图1-2所示。
图1-1 熔融拉锥型光分路器
图1-2 平面光波导分路器平面波导型
（二）平面波导型光分路器的种类
平面波导型光分路器按分光原理可分为两种：一种是采用传统光无源器件制作技术（FBT拉锥耦合方法）生产的熔融拉锥式光纤分路器，如图1-3所示；另一种是采用集成光学技术生产的平面光波导分路器，如图1-4和内部完整结构图1-5所示。熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成；平面波导型是微光学元件型产品，采用光刻技术在介质或半导体基板上形成光波导，实现分支分配功能。这两种型式的分光原理类似，它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合（耦合度，耦合长度）以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量，反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体，而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点，目前成为市场的主流制造技术。
图1-3 熔融拉锥型光分路器
图1-4 熔融拉锥型光分路器
图1-5 平面光波导型光分路器结构
平面波导型光分路器按外观形式分为裸纤式、 分支器式、微型模块式，如图1-6所示。
(a) 分支器式
(b) 微型模块式 (c) 裸纤式
图1-6 平面波导型的外观种类
按封装形式分为盒式、机架式、托盘式，如图1-7所示。
(a) 盒式
(b) 机架式 (c) 托盘式
图1-7 平面波导型的封装形式
另外，用于PON网络的光分路器按功率分配形成规格来看，光分路器可表示为M×N，也可表示为M：N。M表示输入光纤路数，N表示输出光纤路数。在FTTX 系统中，M可为1或2，N可为2、4、8、16、32、64、128等。本标准统一用M×N表示。
（三）平面波导型光分路器的作用
平面波导型光分路器的主要作用有分纤、分路、调度、交换。
1. 分纤：从光交箱出来的配缆因处室外且距离较远，常使用大芯数光缆传送。进入小区分配到各门栋或客户时，需将大芯数光缆分成小芯数的基本单元光缆或皮线光缆，也就是进行分纤处理。分纤的特点是进、出时光纤数目不变。
2. 分路：功能如下：
（1）拉锥(FBT)：工艺成熟，费用低，可制作不等分分路器，缺点是多分路不便。
（2）平面波导型：分光比均等，将信号均匀非配给用户，并且体积小分路的特点是一进N出或二进N出。
3. 调度：即让分纤和分路进行混合搭配使用，保持其功能达到使用配额。
4. 交换：将插片式与盒式进行转换，一个插片式光分路器等于一个盒式光分路器加上一个转换器。
1.
（四）平面波导型光分路器的优缺点
与熔融拉锥式分路器相比，平面波导型分路器的优点有：
1. 损耗对光波长不是十分敏感，可以满足不同波段的传输需要。
2. 分光比较均匀，可以将信号均匀的分配给用户。
3. 结构紧凑，体积较小，可以直接安装在现有的各种光缆交接箱内，不需要留出很大的安装空间。
4. 单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。
5. 多路成本价格低，分路数越多，成本优势越明显。
同时，平面波导型分路器也存在一些缺点：
1. 器件制作时工艺复杂，技术门槛较高，目前芯片几乎都被国外几家公司垄断，国内能够大批量封装生产的企业很少，现在只有仕佳等公司进行生产。
2. 相对于熔融拉锥式光纤分路器成本较高，特别在低通道分路器方面更是处于劣势。
二、平面波导型对光工艺
平面波导型对光有以下几个步骤有光功率器归零、装载单纤、FA、芯片、输入和输出端调校及最后的调平衡、点胶、照射等。
1．光源机开启
（1）开启光源后热机30 (±1)分钟，待光源完全稳定后才开始光源归零生产；
引言 - 1 -
一、平面波导型光分路器 - 2 -
（一）平面波导型光分路器概述 - 2 -
（二）平面波导型光分路器的种类 - 2 -
（三）平面波导型光分路器的作用 - 4 -
（四）平面波导型光分路器的优缺点 - 4 -
二、平面波导型对光工艺 - 5 -
（一）平面波导型对光的原材料 - 5 -
（二）平面波导型对光所需仪器 - 6 -
（三）平面波导型对光工作的原理 - 7 -
（四）平面波导型对光步骤 - 7 -
（五）平面波导型对光的关键控制点 - 12 -
结语 - 14 -
参考文献 - 15 -
致辞 - 16 -
引言
十八世纪七十年代，英国物理学家丁达尔在英国皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个十分简单的实验：在装满清水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮，实验的结果使学者们大吃一惊。人们看到，发光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲的同时，光线也跟着水流弯曲，光居然被弯弯曲曲的水给俘获了。
人们以前也发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻璃棒前进，这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的深入研究，发现这是光的折射的作用，由于水等介质密度由于比周围的物质（如空气）大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好像在水流中弯曲前进。
后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
称它为光导纤维。
正是光导纤维的产生使得光导链路端口有了很大的发展和创新，人们在前人的肩膀上，让光分路器更加高效、实用。
光分路器的主要应用场所
1．适用于熔纤盘、光缆接头盒。一般用于从总通信机房到大楼之间的远距离传输光缆之间的连续接续，有树结构和环结构。
2．适用于一体化配线模块。主要用于在通信机房的光纤配线架内部，也可以与数字配线单元 、音频配线单元同装在一个机柜/架内。构成综合配线架。
3．适用于网络箱，光缆配线箱（ODB）。大多数在光纤与接入光纤通信设备输出端之间配线连接
4．19英寸的综合架数据中心，网络，服务器，工作站，控制系统，通讯系统和办公室。
5．ODF、光缆交接箱。主要是将光信号由大楼传入小区内部进行通信的一种媒介。
一、平面波导型光分路器
（一）平面波导型光分路器概述
光分路器简称为分光器，是光纤链路当中重要的无源器件之一，是具有一个或多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件。光分路器按分光原理可以分为熔融拉锥型（FBT）和平面波导型两种。如图1-1和图1-2所示。
图1-1 熔融拉锥型光分路器
图1-2 平面光波导分路器平面波导型
（二）平面波导型光分路器的种类
平面波导型光分路器按分光原理可分为两种：一种是采用传统光无源器件制作技术（FBT拉锥耦合方法）生产的熔融拉锥式光纤分路器，如图1-3所示；另一种是采用集成光学技术生产的平面光波导分路器，如图1-4和内部完整结构图1-5所示。熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成；平面波导型是微光学元件型产品，采用光刻技术在介质或半导体基板上形成光波导，实现分支分配功能。这两种型式的分光原理类似，它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合（耦合度，耦合长度）以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量，反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体，而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点，目前成为市场的主流制造技术。
图1-3 熔融拉锥型光分路器
图1-4 熔融拉锥型光分路器
图1-5 平面光波导型光分路器结构
平面波导型光分路器按外观形式分为裸纤式、 分支器式、微型模块式，如图1-6所示。
(a) 分支器式
(b) 微型模块式 (c) 裸纤式
图1-6 平面波导型的外观种类
按封装形式分为盒式、机架式、托盘式，如图1-7所示。
(a) 盒式
(b) 机架式 (c) 托盘式
图1-7 平面波导型的封装形式
另外，用于PON网络的光分路器按功率分配形成规格来看，光分路器可表示为M×N，也可表示为M：N。M表示输入光纤路数，N表示输出光纤路数。在FTTX 系统中，M可为1或2，N可为2、4、8、16、32、64、128等。本标准统一用M×N表示。
（三）平面波导型光分路器的作用
平面波导型光分路器的主要作用有分纤、分路、调度、交换。
1. 分纤：从光交箱出来的配缆因处室外且距离较远，常使用大芯数光缆传送。进入小区分配到各门栋或客户时，需将大芯数光缆分成小芯数的基本单元光缆或皮线光缆，也就是进行分纤处理。分纤的特点是进、出时光纤数目不变。
2. 分路：功能如下：
（1）拉锥(FBT)：工艺成熟，费用低，可制作不等分分路器，缺点是多分路不便。
（2）平面波导型：分光比均等，将信号均匀非配给用户，并且体积小分路的特点是一进N出或二进N出。
3. 调度：即让分纤和分路进行混合搭配使用，保持其功能达到使用配额。
4. 交换：将插片式与盒式进行转换，一个插片式光分路器等于一个盒式光分路器加上一个转换器。
1.
（四）平面波导型光分路器的优缺点
与熔融拉锥式分路器相比，平面波导型分路器的优点有：
1. 损耗对光波长不是十分敏感，可以满足不同波段的传输需要。
2. 分光比较均匀，可以将信号均匀的分配给用户。
3. 结构紧凑，体积较小，可以直接安装在现有的各种光缆交接箱内，不需要留出很大的安装空间。
4. 单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。
5. 多路成本价格低，分路数越多，成本优势越明显。
同时，平面波导型分路器也存在一些缺点：
1. 器件制作时工艺复杂，技术门槛较高，目前芯片几乎都被国外几家公司垄断，国内能够大批量封装生产的企业很少，现在只有仕佳等公司进行生产。
2. 相对于熔融拉锥式光纤分路器成本较高，特别在低通道分路器方面更是处于劣势。
二、平面波导型对光工艺
平面波导型对光有以下几个步骤有光功率器归零、装载单纤、FA、芯片、输入和输出端调校及最后的调平衡、点胶、照射等。
1．光源机开启
（1）开启光源后热机30 (±1)分钟，待光源完全稳定后才开始光源归零生产；
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