(3)集成波导式光开关的原理示意图如图8所示。它在LiNb03基片上用钦扩散的方法制成两条靠得很近的光导波，并在上面蒸发上电极，在波导两端口接入光纤，通过改变加在电极上电压的大小，使端口1的入射光耦合入端口2或3，起到了开关作用。这种光开关的速度很快，但插入损耗为几个分贝。

    光开关的主要性能参数有插入损耗、开关响应速度和消光比等。

    二、光有源器件

    在有线电视光纤传输系统中，有些器件需要电源提供能量，把光信号进行放大或把光信号与电信号之间互相转换。我们把这些器件称为光有源器件。光有源器件主要有光发射机、光接收机、光放大器等。

    1．光发射机

    光发射机的作用是：将从前端送来的射频电视信号转换为光信号，使之能在光纤中传输。

    按照调制方式来划分，有调频、调幅和数字调制等多种光发射机。按照强度的调制方式不同，调幅光发射机又分为直接调制和外调制光发射机两种。下面主要介绍有线电视光纤传输系统常用的调幅调制和数字调制光发射机以及发光器件的基本原理。

    (1)发光器件

发光器件是光发射机的光源。常用的发光器件有发光二极管的结构类似一个半导体二极管，它由一个P型材料与N型材料结合在一起，构成一个PN结，当给PN结两端加上正向电压时，自由运动的电子在PN结区与空穴结合，即空穴将从P区向N区，电子将从N区向P区运动，空穴和电子将在中部复合发光。发光二极管主要应用于中低速短距离光纤通信系统中，因发光二极管的线性差、单色性不太好，一般很少在光纤有线电视系统中应用。

    激光器二极管实质上是一个光波振荡器，它的结构，通常是一个多层状异质结条形结构，如图9所示。当注入有源区中的载流子达到粒子数反转时，电子与空穴复合产生光子，并立即达到稳定的激光输出。限制层材料把注入的载流子限制在有源区内，由于限制层的折射率比有源区的折射率低，构成了光波导条件，把产生的光也限制在有源区。激光器两端的端镜面是平行又非常光亮的，它使有源区产生的光部分逸出，由此端镜面与有源区构成了光的容器。有源区产生的光不断从端镜面两端反射，形成光的振荡。随着电流不断加入，光逐渐放大并趋于稳定的输出状态。

    分布反馈式半导体激光器是在激光二极管发生层表面刻上波纹状的衍射光栅，就构成了分布反馈式半导体激光器。由于所刻的波纹峰较多，波纹周期又完全相同，使反射光叠加成较大的反射，可获得30 mW以上的功率输出。此外，光栅还具有选频作用，可输出单一波长的光。分布反馈式半导体激光器具有线性好、单色性好、温度系数小、输出功率大、便于调制、可传输较宽的频带等优点，在有线电视光纤传输系统中得到广泛的应用。

    (2)直接调制调幅光发射机

    图10所示为直接调制调幅光发射机的原理方框图。它主要由高频激励电路、调制和激光输出电路组成。其输入的信号是信号电平为了75^-95 dB v V的电视射频(RF)信号。从前端输入的多路混合电视射频信号经过光发射机的两级放大，一级电控衰减；另一级预失真补偿和自动增益控制等处理后，对激光器的偏流进行控制，进行电光调制，将电信号转换为光强度变化的信号。光发射机设有自动温度控制（ATC）和自动功率控制（APC）电路。

    前者使激光器芯片的温度保持在20℃左右，后者控制激光器输出功率稳定。机内的导频发生器产生控制光接收机输出电平和反向传输的基准信号。光输出端安装了一个光隔离器，以减小光反射波对激光器的影响。最后，光信号通过光活动连接器送入光缆。光发射机采用微处理器(CPU)进行编程控制。用来调整、控制光发射机的输出功率、调制度、温度、偏流等。

    直接调制调幅光发射机的主要性能指标有非线性失真、噪声、光调制度和频响等。

    (3)外调制调幅光发射机

外调制调幅光发射机的原理方框图如图11所示。

它是在激光器输出激光以后，再通过一个外调制器，使激光的强度随外加多路调幅信号电压而改变。从图中可以看出，前端输入的电视射频信号先经放大后，进入预失真电路，产生与调制器相反的失真，再进入外调制器。外调制器是用铌酸锂晶体作波导基片，将金属钛扩散进去形成光波导，并在波导上蒸镀上金电极而制成，当高频电信号加到金电极上，会使通过波导的激光强度受到调制。从YAG激光器输出的激光经过光电耦合器和偏振控制器后进入外调制器进行调制，调制后的激光信号由分光器分出一部分给光电检测器转为电信号，送入控制环电路控制预失真电路，使输出激光失真最小。微处理器分别对激光器的温度和工作状态等进行控制。

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