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【摘 要】在现代化的中国,光通信已经在我国通讯市场占据了相当重要的位置,是不可或缺的通讯手段之一,本文就光通信器件的发展与演变做出如下论述。
【关键词】光通讯器件 发展 演变
顾名思义,光通信器件即光纤通信系统的基础元件,光通信器件可以分为光有源器件与光无源器件,不论是那种器件,都可以满足我国光纤通信初期发展的科研与工程的要求。就光通信器件发展而言,具体分析如下。
一、光通信器件的发展
(一)光有源器件
光有源器件的主要作用就是将光信号转变成电信号或者是将电信号转变成光信号的关键器件。光有源器件是光传输系统的核心,其功能在于将光信号转变成电信号的器件被称为光检测器(主要有光二极管和雪崩光二极管)、将电信号转变成光信号的器件被称为光源(主要有激光二极管和半导发光二极管)。当前应用最多的应属掺铒光纤放大器,这使得光纤放大器成为光有源器件的新秀。
波长为850nm的短波长光纤器是我国在上世纪七十年代研究的光有源器件,通常为砷镓铝同质结结构,或者异质结结构的发光二极管或半导体激光器等。虽说现在看来这些器件的性能较差,但是已经能满足我国光纤起步时的需求。
在此之后,我国又研制了1310nm和1550nm的所谓长波长的器件,如采用磷砷化铟镓的隐埋双质的半导体激光器等。这些芯片要比我国研制初期的有源器件在性能上稳定很多,但就其气密性而言,由于芯片与光纤是通过环氧树脂进行粘结的,所以其气密性较差,粘结强度也小,光纤很容易移位,因而稳定性不是很好。后来采用全金属的耦合封装工艺之后,这一问题得到了有效的解决,大大的提高了器件的寿命以及器件的稳定性。
(二)光无源器件
光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分,也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件,具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点,被广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等。
我国对光无源器件的研究始于上世纪七十年代后期。随着光纤技术的出现,光纤的连接是光纤通信必须要解决的问题之一,除此之外还必须解决开关、分路、波长复用等问题。因此,一部分光纤通信的研究人员开始致力于全光纤结构和分立元件组合型的研究,开发了一系列的器件。例如:机械性光开关,多模光纤连接器等等,较好的解决了短波长和长波长的多模光纤通信的燃眉之急。
在此之后,我国光纤通信就进入了单模长波长的阶段。对光无源器件的应用不论是从数量还是从技术上都有了很大的提高。在光连接器方面主要引进了光学定中的切削加工的APT连接器的生产线,在此之后,陶瓷套管的大批量生产,解决了装配问题,引进由微机控制的熔融拉锥技术,使耦合器的生产变得更加简单可行。通过技术上的改良,使一台机器上可以生产出各种宽带耦合器和二波长的分波复用器,产品的性能也是十分优良的,所以现在我国使用的这些器件通常都是国内自产的。
二、光通信器件的演变过程
分立器见光传感器可用于穿孔卡片读出器,分光分析等,而多维器件阵列光传感器可以作用于传真,图形识别等作用。光传感器是我国上世纪五十年代自主研制发明的,产品有170多种规格与型号,主要有光耦合器、硅太阳能电池,电荷耦合器等等。
随着光敏电阻器的广泛的使用,其中MG系列硫化镉光敏电阻器产量是最大的,在此之后,光敏二、三极管广泛用于各种光电转换自动控制仪当中。其中,武汉大学研制出的3DU系列高灵敏度大电流硅光敏管和日本同类的技术指标是相当接近的。这时候的光敏三极管被成功应用在炮筒高温退火、体育项目的定量测试等各个领域。3DU 80D型高灵敏光电三极管是国内最灵敏的产品,具有视感功能的光电二极管,被广泛应用在复印机,自动曝光照相机中。
光耦合器是以光为媒介传输信号,是一种比较理想的器件,它的应用范围已经扩展到计测仪器、通信机、精密仪器等领域。
硅光电池已经引起人们广泛的注意,新研制出的测色用的紫兰硅光电池被广泛运用在电子快门和照相机曝光表等应用上。
硅太阳能电池作为一种新型能源,在近年来得到广泛的发展,新研制出的定向凝固多晶硅、太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、半导体太阳能电池已经广泛应用在我们的生活之中。
电荷耦合器作为一种新型图像传感器被运用在可视电话、机器人视觉系统、電子静态图像摄像机、医疗仪器等领域。随着我国CCD研究成绩的不断提高,可见光摄像CCD系列,信号处理CCD系列CCD摄像传感器的研制成功为用户提供了多种质量优良的摄像机。
光纤传感器在现如今的日常生活中已经广泛被应用,它的灵敏度极高,适应性强,对恶劣的环境适应性很强。GG0101光纤型高压光耦合器,适用于各种高压自动控制设备,而GG0102适用的范围在于高压自动控制设备的模拟控制设备。
随着科技的日益更新,光通信器件的更新还在不断进行中,根据日常生活的需求,会有更多的新型的光通信的器件被研发出来,投入到以后的应用之中,光通信的快速发展将为人们的生产生活提供越来越多的便利。
三、总结
就光通信器件而言,不论其发展还是演变,始终是一个动态的过程,都是在动态的情况下进行的。从光通信器件目前的发展来看,器件的精密度和灵敏度都在逐步的提高,器件的生产已经初具规模,然而这些都会随着时间的推移变成历史,相关科研人员还应抓住历史时机,努力攻关科研难题,使光通信事业得到更大更好的发展。
参考文献:
[1]韦乐平.智能光网络的发展与演进结构[J].光通信技术,2002(3):4-7.
[2]徐公权,段鲲,廖光裕等译.光纤通信技术[M].北京:机械工业出版社,2002
[3]马声全.高速光纤通信ITUT-T规范与系统设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2002
【关键词】光通讯器件 发展 演变
顾名思义,光通信器件即光纤通信系统的基础元件,光通信器件可以分为光有源器件与光无源器件,不论是那种器件,都可以满足我国光纤通信初期发展的科研与工程的要求。就光通信器件发展而言,具体分析如下。
一、光通信器件的发展
(一)光有源器件
光有源器件的主要作用就是将光信号转变成电信号或者是将电信号转变成光信号的关键器件。光有源器件是光传输系统的核心,其功能在于将光信号转变成电信号的器件被称为光检测器(主要有光二极管和雪崩光二极管)、将电信号转变成光信号的器件被称为光源(主要有激光二极管和半导发光二极管)。当前应用最多的应属掺铒光纤放大器,这使得光纤放大器成为光有源器件的新秀。
波长为850nm的短波长光纤器是我国在上世纪七十年代研究的光有源器件,通常为砷镓铝同质结结构,或者异质结结构的发光二极管或半导体激光器等。虽说现在看来这些器件的性能较差,但是已经能满足我国光纤起步时的需求。
在此之后,我国又研制了1310nm和1550nm的所谓长波长的器件,如采用磷砷化铟镓的隐埋双质的半导体激光器等。这些芯片要比我国研制初期的有源器件在性能上稳定很多,但就其气密性而言,由于芯片与光纤是通过环氧树脂进行粘结的,所以其气密性较差,粘结强度也小,光纤很容易移位,因而稳定性不是很好。后来采用全金属的耦合封装工艺之后,这一问题得到了有效的解决,大大的提高了器件的寿命以及器件的稳定性。
(二)光无源器件
光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分,也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件,具有高回波损耗、低插入损耗、高可靠性、稳定性、机械耐磨性和抗腐蚀性、易于操作等特点,被广泛应用于长距离通信、区域网络及光纤到户、视频传输、光纤感测等等。
我国对光无源器件的研究始于上世纪七十年代后期。随着光纤技术的出现,光纤的连接是光纤通信必须要解决的问题之一,除此之外还必须解决开关、分路、波长复用等问题。因此,一部分光纤通信的研究人员开始致力于全光纤结构和分立元件组合型的研究,开发了一系列的器件。例如:机械性光开关,多模光纤连接器等等,较好的解决了短波长和长波长的多模光纤通信的燃眉之急。
在此之后,我国光纤通信就进入了单模长波长的阶段。对光无源器件的应用不论是从数量还是从技术上都有了很大的提高。在光连接器方面主要引进了光学定中的切削加工的APT连接器的生产线,在此之后,陶瓷套管的大批量生产,解决了装配问题,引进由微机控制的熔融拉锥技术,使耦合器的生产变得更加简单可行。通过技术上的改良,使一台机器上可以生产出各种宽带耦合器和二波长的分波复用器,产品的性能也是十分优良的,所以现在我国使用的这些器件通常都是国内自产的。
二、光通信器件的演变过程
分立器见光传感器可用于穿孔卡片读出器,分光分析等,而多维器件阵列光传感器可以作用于传真,图形识别等作用。光传感器是我国上世纪五十年代自主研制发明的,产品有170多种规格与型号,主要有光耦合器、硅太阳能电池,电荷耦合器等等。
随着光敏电阻器的广泛的使用,其中MG系列硫化镉光敏电阻器产量是最大的,在此之后,光敏二、三极管广泛用于各种光电转换自动控制仪当中。其中,武汉大学研制出的3DU系列高灵敏度大电流硅光敏管和日本同类的技术指标是相当接近的。这时候的光敏三极管被成功应用在炮筒高温退火、体育项目的定量测试等各个领域。3DU 80D型高灵敏光电三极管是国内最灵敏的产品,具有视感功能的光电二极管,被广泛应用在复印机,自动曝光照相机中。
光耦合器是以光为媒介传输信号,是一种比较理想的器件,它的应用范围已经扩展到计测仪器、通信机、精密仪器等领域。
硅光电池已经引起人们广泛的注意,新研制出的测色用的紫兰硅光电池被广泛运用在电子快门和照相机曝光表等应用上。
硅太阳能电池作为一种新型能源,在近年来得到广泛的发展,新研制出的定向凝固多晶硅、太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池、半导体太阳能电池已经广泛应用在我们的生活之中。
电荷耦合器作为一种新型图像传感器被运用在可视电话、机器人视觉系统、電子静态图像摄像机、医疗仪器等领域。随着我国CCD研究成绩的不断提高,可见光摄像CCD系列,信号处理CCD系列CCD摄像传感器的研制成功为用户提供了多种质量优良的摄像机。
光纤传感器在现如今的日常生活中已经广泛被应用,它的灵敏度极高,适应性强,对恶劣的环境适应性很强。GG0101光纤型高压光耦合器,适用于各种高压自动控制设备,而GG0102适用的范围在于高压自动控制设备的模拟控制设备。
随着科技的日益更新,光通信器件的更新还在不断进行中,根据日常生活的需求,会有更多的新型的光通信的器件被研发出来,投入到以后的应用之中,光通信的快速发展将为人们的生产生活提供越来越多的便利。
三、总结
就光通信器件而言,不论其发展还是演变,始终是一个动态的过程,都是在动态的情况下进行的。从光通信器件目前的发展来看,器件的精密度和灵敏度都在逐步的提高,器件的生产已经初具规模,然而这些都会随着时间的推移变成历史,相关科研人员还应抓住历史时机,努力攻关科研难题,使光通信事业得到更大更好的发展。
参考文献:
[1]韦乐平.智能光网络的发展与演进结构[J].光通信技术,2002(3):4-7.
[2]徐公权,段鲲,廖光裕等译.光纤通信技术[M].北京:机械工业出版社,2002
[3]马声全.高速光纤通信ITUT-T规范与系统设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2002