光纖通訊元件

光纖通訊元件


光纖通訊裝置包含光電轉換的介面、光纖通訊發射端零組件、接收端元件、量測網路品質的光時域反射器(OTDR－Optical Time Domain Reflector)、光纖監視系統、光纖融接機與光纖切割器等等。光纖通訊零組件一般依運作型式可分兩大類：主動元件與被動元件。國內光纖通訊產業的一開始著重於製造光纜、光連接器、光預型體與抽絲，而慢慢步入主動元件如光收發模組與光纖放大器之領域。

光纖通訊主被動元件

主動元件（ active component）指能做能量形式轉換的元件，即我們所見的二極體、電晶體、真空管、POWER IC、電視用CRT、發光二極體顯示器、液晶顯示器、電漿顯示器PDP之類的元件，具有信號轉換或放大的功能，光纖通訊主動元件可從事電轉換光、光轉換電或將光放大之工作，例如光發射器、光接收器、光放大器，一般有類比和數位兩種不同的設計。

圖 發光二極體







通信用的發光二極體的鏡片一般作為聚焦的用途，可以使上下左右方向的視角變成適當的入射角，如圖，但兩側鏡壁之反射光，會造成兩側光場形成無效的圓形突出部分。

圖 發光二極體的發光角度








發光二極體的光場如橢圓形狀，其發光角度，如圖 是根據光場中一半最大能量值所有個點形成的封包線，再找出對封包線中最長之剖線，再由中心點對封包線中最長之剖線端點作連線，由此求出其發光角度，半導體雷射亦援用此定義，有所謂「一半最大能量值之全寬」Full Width at Half Maximum ( FWHM)來定義半導體雷射之光束直徑，FWHM是雷射光束中，二分之一最高亮度處至最高亮度處距離的兩倍，因此要求得FWHM必須先找出整個雷射光束中最亮的位置，然後往右掃描，直到找到二分之一亮度處並記錄此處的位置，使用相同的方法往左掃描，並記錄此處的位置，將此兩位置相減，再計算出水平向的FWHM。同樣的的方法往上下掃描，亦可找到垂直向的FWHM。

圖 發光二極體的響應









通信用的發光二極體(LED)的響應,可靠性要高，同時光耦合進入纖維的比率要大。半導體雷射其送進光纖的光功率和調變速度較大，所以適用於高速傳送。為增加發光二極體的光耦合進入光纖的百分比，要選擇發光角度小的產品，一般而言點光源發光二極體耦合百分比比大面型光源來得好（耦合狀況如圖3-3-1-4所示）。

圖 發光二極體與光纖耦合











一般電子被動元件如繞線式可變電阻器、碳質膜型電阻器、金屬膜固定電阻、晶粒電阻器、排列電阻器、紙介質等。而光纖通訊被動元件（passive component）係指只表現出靜態特性的元件，即不需要外加能量即可產生作用的元件。也就是說，純粹讓光通過、分開、轉向或衰減之傳輸，而不涉及光能和電能的轉換與放大。 光纖被動元件大致可分為：傳輸光能的光纖與光纜、接續光能的光纖連接器與跳接線、衰減光能的光纖衰減器、反射光能的光反射器、分光的分光器/光纖耦合器、光纖波長多工器、隔絕反射光的光隔絕器、改變光路的光循環器與光纖切換器、以及起偏的偏光器等。


中華民國 99.05.17


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