Optikai osztók és készülék
Osztók (csatolók) jel fontos szerepet játszanak a telepítő. Különböztesse érzékeny hántoló (szelektív) és a hullámhossz-érzéketlen (nem szelektív). Az első használt, hogy összekapcsolják (vagy kikapcsolás) a jelek eltérő optikai vivők kerülnek nevezik multiplexerek (és demultiplexerek rendre). Az utóbbit használják elágazás az optikai teljesítmény nagyszámú végberendezések egy kommunikációs összekötő vonal az adatbusz a számítógéphez, fogadó vezérlő jel, vagy visszajelzést szabályozó jel teljesítménye a sugárforrás.
Multiplexerek és demultiplexerek
Multiplexelés lehetővé teszi, hogy növelje az információs kapacitását száloptikás kapcsolatok. Vonalak az eszközben használt kombinálására jelek eltérő hordozóval hullámhosszú (multiplexerek) és elválasztó (demultiplexerek) kell egy alacsony veszteséget. Multiplexerek kell, továbbá, hogy magas fokú elkülönítési csatornák között. Attól függően, hogy az adott hullámhosszon négy különböző módon megszerezni kommunikációs eszközök. A tanulmány alapját három eszközök érzékenyek a hullámhossz a hatás - a szögdiszperzió, interferencia és a felszívódást. Demultiplexers használt szögdiszperzió rács vagy prizma. A kialakítás elválasztására csatornák használatával interferencia szűrő, az abszorbens szerkezet használt típusú, mint egy demultiplexert. Mindegyik abszorber tartalmaz érzékeny a hullámhossz a fotodióda. Devices ráccsal és egy hasáb osztója párhuzamos elválasztási csatornákat, és a szelektív szűrők, és a fotodetektor következetes.
Szekvenciális szeparálást alkalmazunk a kis csatornák száma, mivel a csatornák száma arányosan növekszik a száma áramköri elemek (szűrők, szétválasztó lemezek, tükrök, fókuszáló elemek) rendre és veszteségek növekedése emisszió.
Ábra 3.1.0 - A működési elve a kommunikációs eszköz, hullámhossz-szelektív: egy - egy rácsos; b - egy prizma; a - interferencia szűrő; R - egy abszorbeáló szűrővel; 1 - gradiens hengeres lencse; 2 - rács; 3 - kromatikus szűrő; 4 - prizma; 5 - visszaverő bevonat; 6 - szelektív fotodetektor
A legszélesebb körben használt eszközök egy interferencia szűrő. Demultiplexers Az ilyen típusú megvalósítható és egy minden-szál design használata nélkül hengeres lencsék. A berendezés hasonlít a készülék aljzat elválasztó az adóban szakasz, amely a nap helyett áttetsző lapot egy szűrő, amely érzékeny a hullámhossz [7].
Egyidejű szétválasztás valósítható mind a kis és a nagy (több tíz) a spektrálisan multiplexeit hordozók egyetlen optikai szál (BC) .Parallelnye részletek minispektrometry. Ahogy spektrométer elválasztó van egy olyan diszperziós elemre (rács vagy prizma) kollimátor elem (lencse vagy homorú tükör), valamint a bemeneti és kimeneti rés (amelyek szerepe működnek mag sugárzására és vételére VS). Shemas prizma nem elterjedt, mint a prizma korlátozza miniatürizálása az eszköz és a jellemző az alacsony diszperziós hullámhossz-sávban 1.1. 1,6mkm. Anyagok gyártásához prizmák egy nagy szögdiszperzió nagy veszteségeket. Ezen kívül, dispersiyaprizm nem állandó a spektrumban. A legszélesebb körben használt eszköz egy diffrakciós rács.
3.1.1 ábra mutatja a függését behelyezés és az átmenet poterLi zatuhaniyaLa egy félvezető lézer, amelynek spektrális vonal szélessége = 2 nm és c = LED 40 nm. Ez látható az ábrákból, hogy a csatolási veszteséget növekedésével csökken. Meg lehet növelni azáltal, hogy csökkenti a tömörítési sűrűsége a nap (növekvő parametrDf2a, és ahol - a sugara a nap mag). Ugyanakkor a növekvő beiktatási. Multiplexerek és demultiplexerek bárokban nem nagyon alkalmasak optikai kapcsolattal, amelyben a sugárforrások vannak LED-ek.
Egy példa a demultiplexer készülék és a rács egy ötcsatornás demultiplexer ábrán látható 3.1.2. Emitting és fogadó öt nap kombinált sorban elhelyezett fókuszsíkjában a lencse (fókusztávolsága 23,8 mm, átmérője 14 mm).
Ábra 3.1.1 - függését beiktatási Li (szaggatott görbék) és az áthallás L, (folytonos vonal) a spektrális csatorna elválasztás egy félvezető lézer, amelynek spektrális vonal szélessége = 2 nm (a) és CBE-todioda = 40 nm (b).
Megjegyzés. A számok a görbék közötti kapcsolatot mutató térbeli szétválasztása D / 2a, ahol a D- átmérője nap, ha átmérőjű mag.
A sugárzás a nap továbbító párhuzamosított objektív beugrik a rácsot, és újra belép a lencse, amely attól függően, a hullámhossz sugárzás összpontosító egyik vagy a másik befogadó repülőgép. Ehelyett, a fókuszáló lencsét lehet használni (gradiens) rúd vagy átlátszó közegben optikai elem felületén. A diffrakciós rács által gyártott anizotrop maratásnak kristályos hordozó kristály tengelyek révén a korábban alkalmazott maszk. A rács aszimmetrikusan horonnyal. A rács paraméterei (rácsállandó = 4 mm, szög = 6,2 °) úgy van megválasztva, hogy a maximális diffrakciós hatásfok sikerült elérni a központi hullámhossza = 0,86 mikron működési tartománya 0,82. 0,88 mikron. A spektrális távolság a csatornák közötti egyenlő 25 nm. A tartományban a diffrakciós hatásfok az az érték nem haladja meg a 90% -ot, a beiktatási csillapítás a csatornák nem haladja meg a 1,4 dB, -30 dB áthallás csillapítás.
Nagy figyelmet fordítunk a kis osztók integrált optikai tervezés, valamint a különböző elválasztó konkáv rácsok.
Optikai teljesítmény osztók
Nem szelektív hántoló vannak osztva két fő típusa van: a T-alakú, épített elve szerint az ága terminálok a fő fővonal, és csillag.
Ábra 3.2.1 - Eszköz fivechannel demultiplexer 1-bemenet Sun; 2-kimenet AC; 3- lencse; 4-rács
Elosztási veszteségeket a sugárzási teljesítmény a rendszer egy T-alakú csatlakozók arányosan növekszik az előfizetők száma a rendszerben, és a csillag kapcsolókészülékek - arányosan logaritmusának száma terminál ustroystvN. Így egy olyan rendszerben, 20 terminálok teljes veszteség képezik az első esetben 130 dB, és a második - 28 dB. Ezért a nagyszámú előfizetőt rendszerek használata megfelelő csillag alakú kapcsoló eszközök.
hatalommegosztási a T-alakú splitter jellemezni csillapítás következő mennyiségeket:
forward napravleniia 1 = - 10lg (P1 / P2), P4 = 0;
behelyezzük a 2 = - 10 lg (P2 + P3), P4 = 0;
ág és 3 = - 10 Ig (P1 / P3);
4 csatlakozás = - 10 lg (P4 / P2), P1 = 0;
az ellenkező irányba a = 5-10 lg (P4 / P1).
A csillag csatoló az egyes bemeneti teljesítmény PE hozta Sun, (i = l, 2 n), amely átvitt kimenő repülőgép. Legyen Pa, (j = 1, 2 t) - teljesítmény át a kimeneti és a j-BC. Egy egyenletes eloszlását bemenő teljesítmény közötti kimeneti nap csatoló jellemzik a következő mennyiségeket:
veszteség rasschepleniea n = 10 lg m;
poteria.i behelyezés, i = - 10 Ig Pe / (Pa1 + pA2 + Pam +.);
csillapítás fordított napravleniiar, L = - 10 lg Pei = l / Pei, ahol L = 1, 2. n.
Amikor kialakítják a optikai osztó kívánatos elérni az alacsony beiktatási, alacsony függőség a modális struktúrája, jó reprodukálhatósága a paraméterek, a szerkezet egyszerűségének, kis mérete és súlya. splitter kialakítás típusától függ az AC, a vételi szög a mag méretét, hogy a héj vastagságának aránya izgatott méz forgalmazás megkezdésével a repülőgép.
A tervezés hántoló vannak osztva két fő csoportra - kettős kónuszos, amelyben a sugárzás áthalad a oldalfelület, és a végén, amelyben a sugárzás áthalad a homlokfelület. Mindkét csoportban, sugárzás átviteli végezhetjük akár közvetlen érintkező BC, keresztül vagy kiegészítő elemek - tükrök, lencsék, keverők. A kettős kónuszos hántoló fényt lehet extraháljuk keresztülhalad az oldalsó felületen konvertálása közben egy vezetett üzemmódot a kibocsátási mód, vagy összeköttetésben van a második nap az evaneszcens mező (ábra 3.2.1). Konverzió hullám terjesztő a sugárzási üzemmódban kapjuk hajlítással a nap, amikor eltávolítjuk a héj vagy a szűkülő kúpos mag. Kettős kónuszos csatolók egyszerű -, hogy, de van egy rossz reprodukálhatósága a paramétereket. Beiktatási csillapítása 0.2. 1 dB.
A leggyakoribb típus a mechanikai csatlakozók azok, amelyekben a végén a kimeneti nap dock közvetlenül véget arcát a bemeneti nap és kanonikusan töltött módszer vagy egy csepp ragasztó. Megváltoztatva a kölcsönös helyzete vannak rögzítve mechanikus módszerrel vagy egy ragasztó töltő cseppecske [3].
Ábra 3.2.1 - kettős kónuszos csatoló csatlakozás a evaneszcens mező
Ábra 3.2.2 - osztók mechanikus típusú 1-bemenet Sun; 2,3,4 -Output Sun
Változtatásával kölcsönös helyzetét a nap, és kiválasztja a végeik keresztmetszetében (ábra 3.2.2), lehet tág határok között változtatható teljesítmény arányt különböző kimeneti csatornák. Illesztési veszteség 0,3. 1,2 dB. Azok csökkentésére, és csökkenti a gerjesztés shell szellőztetett vagy földtől módokat. Ábra 3.2.3 ábra egy csatoló egy elágazó szerkezetben kialakított ragasztással vagy fixáló mentén kimeneti VS az őrlés egy kis szög a mag és az összekötő a bemeneti homlokfelület BC. Bár az elv egyszerű csatoló, nehezítve a beiktatási 0.5. 1.2 Hivatkozva dB.Eta kialakítás alkalmas gradiens, és lépésről-Sun Szétválasztása módok és veszteségek növekednek a növekvő szög. amelynek értelmében a csatlakoztatott Sun
A sugárosztó hasító ábrán látható 3.2.4. Sun vágott szögben 45 ° -os szögben, a végek polírozott és bevonjuk részlegesen visszaverő a fém és dielektrikum tükrök.
Ábra 3.2.3 - elágazás csatoló a szerkezete: 1 - Input Sun; 2.3 - hétvégi Sun
Ábra 3.2.4 - felosztása a nyalábosztó az
Az elméleti értéke 0,5 dB veszteség. Gyakorlatilag az összes típusú Sun beiktatási veszteség értéke 1. 1,5 dB függően elválasztási tényező.
Az elektromos elágazás is használják:
alkotó a végén a bemeneti nap tisztítottunk a héj, egy labdát lencsét egy fényvisszaverő folt a pólus és két „ablak” a megjelenítési mezője a visszavert sugárzás a kimeneti oldalon Sun, a Sun oldalirányú bevezetés V-alakú horony kialakítva a fő Nap (veszteség 0,5 . 1,2 dB);
amely egy mély bevágás főleg nap, ahol része a jel elágazó az oldalsó nap rögzített merőleges a fő hornyolt fölött.
A hántoló és kiegészítő elemek általánosan használt dielektromos hengeres lencsék alkotó szegmens BC gradiens egy parabolikus törésmutató profilt.
Ábra 3.2.5 - osztók gradiens dielektromos lencsék: L1, L2, L3 -linzy 1-bemenet Sun; 2.3 - hétvégi Sun; f- gyújtótávolság a lencse
Ábra 3.2.6 - A csillag csatoló gömb alakú tükör
Rays rendszeresen középpontjában a lencse tengelye pontokon, amelyek közötti távolság határozza meg a jel hullámhossza. Bizonyos típusú csatolóelemek a lencsék ábrán látható 3.2.5. A végén a lencsék alkalmazott részlegesen (ábra 3.2.5, c) vagy teljesen (ábra 3.2.5, a) fényvisszaverő bevonat, amely ábrán mutatjuk be megvastagodott vonalak. A mért beiktatási, például, legfeljebb 0,99 dB Elágazó Ps / Ra = 0,03.
Ábra 3.2.6 ábra egy csillag csatoló. Ez egy hengeres test, egy pohár keverő rudat. Az egyik vége a keverő rúd, gömb alakú tükör 2, a másik végén van alkalmazva egy AR bevonat 3. A sugárzás kilépő semmilyen Sun gerenda 4 tükrözi a tükör és egyenletesen eloszlik az összes repülőgép. Ez lehetővé teszi az egyes terminál a rendszer továbbítja és .Be kell tartani az adatok bármely más terminál.
A modern lejátszást, és ebben a laborban jobb használni szelektív csatolóelemek (multiplexerek és demultiplexerek).
Hiányában iránycsatolók használt nem-szelektív optikai teljesítmény. Csillag alakú típusú, kettős kúpos szerkezet.
OP-CEO1-2-2 - kettős kónuszos agy egy kommunikációt az elenyésző területen beiktatási elméletileg 0.2. 1dB. CC-1 csatoló elágazó szerkezetben, ez elméletileg 1. 1,5 dB beiktatási csillapítás.