Пассивные устройства в оптической схемотехнике.
Отличие прямого и углового контактов в коннекторе:
Соединительные оптические розетки обеспечивают физический контакт соединяемых коннекторов.
Разновидности оптических аттенюаторов: переменный, фиксированный.
Выделяют следующие типы кроссов: рэковый кросс; настенный кросс.
Рэковые используются для установки в стойки или ящики, настенные кроссы крепятся на стенах. Все рэковые кроссы обладают схожей конструкцией, настенные имеют значительно большее количество отличий. Они бывают маленькими и большими, обладают различными формами дверок и их расположением. Но основным отличием кроссов друг от друга является количество портов. Выделяют оптические кроссы на 8 портов, 16, 19, 24 и даже 48.
3.5 Оптический разветвитель представляет собой многополюсное устройство в котором излучение подаваемое на часть входных оптических полюсов распределяется между его остальными оптическими полюсами
3.6 Оптический изолятор обеспечивает пропускание света в одном направлении почти без потерь, а в другом направлении с большим затуханием В основе работы оптического изолятора лежит эффект Фарадея вращение плоскости поляризации света оптически неактивными веществами под действием продольного магнитного поля.
3.7 Оптические мультиплексоры предназначены для объединения оптических потоков, а демультиплексоры – для разделения.
3.8 компенсация дисперсии в линейном волокне:
3.9 Оптические маршрутизаторы меняют маршрут световой волны.
3.10 OADM – оптический мультиплексор выделения/ввода. С его помощью в многоволновой сети возможен доступ к отдельным волновым каналам.
3.11 Схема OADM:
Источники оптического излучения.
4.1 Требования к источникам излучения:
-сигнал излучается на длине волны в окнах прозрачности (где затухание минимально) – 0.85; 1.33; 1.55 мкм;
- большая доля световой энергии должна попадать в ОВ;(т.е. потери должны быть минимальными) ;
- на выходе источника излучения должно обеспечиваться требуемое значение уровня мощности;
- изменение параметров окружающей среды должно оказывать минимальное влияние на источник излучения.
4.2
В
поверхностном светодиоде волоконный
световод присоединяется к поверхности
излучения через специальную выемку в
полупроводниковой подложке. Такой
способ стыковки СИД и стекловолокна
обусловлен необходимостью ввода
максимальной мощности спонтанного
излучения в световод.
В
конструкции торцевого светодиода
предусмотрен вывод оптической мощности
излучения через один из торцов. При этом
другой торец выполнен в виде зеркала,
которое отражает фотоны в активный
слой. В приборе применяются дополнительные
слои полупроводникового материала
GaAlAs, который отличается от активного
слоя показателем преломления и шириной
запрещенной зоны. Это создает в активном
слое оптический волновод, способствующий
концентрации фотонов и усилению бегущей
волны в инверсной насыщенной зарядами
среде. Светоизлучающий торец СИД
согласуется с волоконным световодом
линзовой системой.
Рисунок. - Конструкция торцевого светодиода
4.3 Волоконный лазер состоит из модуля накачки (как правило, широкополосные светодиоды или лазерные диоды), световода, в котором происходит генерация, и резонатора. Световод содержит активное вещество (легированнное оптическое волокно — сердцевина без оболочки, в отличие от обычных оптических волноводов) и волноводы накачки.[8] Конструкция резонатора обычно определяетсятехническим заданием, но можно выделить наиболее распространенные классы: резонаторы типа Фабри — Перо и кольцевые резонаторы. В промышленных установках для повышения выходной мощности иногда объединяют несколько лазеров в одной установке.
4.4 Резона́тор Фабри́ — Перо́ - является основным видом оптического резонатора и представляет собой два соосных, параллельно расположенных и обращенных друг к другу зеркала, между которыми может формироваться резонансная стоячая оптическая волна. В лазерах одно из зеркал делается обычно более пропускающим для преимущественного вывода излучения в этом направлении.
Виды оптических резонаторов типа Фабри-Перо: 1. плоско-параллельный; 2. концентрический (сферический); 3. полусферический; 4. конфокальный; 5. выпукло-вогнутый.
4.6 Мода лазерного резонатора – это стоячая электромагнитная волна. В оптическом диапазоне на длине резонатора L должна быть кратна половине длинны волны излучения λ, N*λ/2=L.
Разность частот между соседними модами Δ ν=c/(2*L). При длине резонатора 0,5 м разность частот между модами где-то 300 МГц. Отсюда следует простой вывод. Для построения одночастотного (одномодового) лазера нужно использовать активную среду с узкой полосой усиления, т.е. возбуждать атомные переходы. Из-за эффекта Доплера любая атомная линия уширяется, то нужно использовать короткие резонаторы, так чтобы Δ ν > ν(доплера).
4.7 Стабилизация температурного режима работы лазера.
Изменение температурного режима приводит к увеличению потерь и шумов. Поэтому необходимо стабилизировать температурный режим. Приведем некоторые способы:
Рисунок 1.- Система стабилизации температуры.
Рисунок 2 - Система контроля температуры с обратной связью.
4.8 Перестройка длины волны излучения одномодового лазера производится при помощи изменения ориентации или температуры нелинейного кристалла.
4.9 Диаграмма направленности показывает распределение мощности излучения в пространстве.
4.10Для повышения эффективности ввода излучения в стекловолокно используются различные линзы позволяющие сконцентрировать световой луч, что эквивалентно увеличению апертуры