Què és un optoacoblador?

Els acobladors òptics són dispositius passius que es divideixen, es combinen i es distribueixenòpticasenyals. Són components òptics indispensables en la multiplexació per divisió de longitud d'ona, xarxes d'àrea local de fibra òptica, xarxes de televisió per cable de fibra òptica i certs instruments de mesura. A la figura es mostren diverses estructures típiques d'acoblament de fibra òptica.

optocoupler

Un optoacoblador de 4 ports és el tipus de dispositiu més senzill. L'estructura i el principi d'un optoacoblador de 4 ports es mostren a la figura.

(1) Pèrdua d'inserció
La pèrdua d'inserció es refereix a la relació entre la potència òptica d'un port específic a l'extrem d'entrada i la potència òptica d'un altre port a l'extrem de sortida després que la llum travessa el dispositiu. La pèrdua d'inserció del port d'entrada al port de sortida s'expressa com

L_i=10 registre (P_out / P_in) (3-31)

(2) Pèrdua addicional
La pèrdua addicional L_a es defineix com la relació entre la potència total d'entrada i la potència total de sortida. Com es mostra a l'equació 3-32 per a un acoblador òptic de 4 ports,

L_a=10 registre (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)

(3) Relació de divisió
La relació de divisió és un percentatge que indica la relació entre la potència òptica de sortida d'un port i la potència òptica total de sortida de tots els ports. Reflecteix la proporció de distribució d'energia als ports de sortida. Per a un acoblador òptic de 4 ports, es pot expressar com

S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)

(4) Aïllament
L'aïllament fa referència a la capacitat de bloquejar o atenuar el camí òptic entre ports no-connectats. Indica que la potència de sortida al port de sortida desitjat és molt més gran que la dels ports de sortida no desitjats. Per a un acoblador òptic de 4 ports, la seva expressió matemàtica és

L_g=-10 registre (P_2 / P_in) (3-34)

A la figura es mostra el diagrama d'estructura física de l'acoblador òptic de tres-ports.

La funció d'un aïllador òptic és garantir que les ones de llum només es puguin propagar en la direcció cap endavant, evitant que la llum reflectida causada per diversos factors de la línia de transmissió torni a -entrar al làser i afecti l'estabilitat operativa del làser.

Els aïlladors òptics s'utilitzen principalment després dels làsers o dels amplificadors òptics. Els làsers i els amplificadors òptics són molt sensibles a la llum reflectida dels connectors, empalmes i filtres. Aquesta llum reflectida pot degradar el seu rendiment; per exemple, l'amplada espectral d'un làser es pot eixamplar o reduir per la llum reflectida, de vegades en diversos ordres de magnitud. Per tant, s'ha de col·locar un aïllant òptic a prop de la sortida d'aquests dispositius òptics per evitar els efectes de la llum reflectida.

Els principals indicadors de rendiment d'un aïllador òptic inclouen la longitud d'ona de funcionament, la pèrdua d'inserció típica (valor de referència: 0,4 dB), la pèrdua màxima d'inserció (valor de referència: 0,6 dB), l'aïllament màxim típic, l'aïllament mínim (valor de referència: 40 dB) i la pèrdua de retorn (és a dir, pèrdua de reflexió, valor de referència: entrada/sortida 60/60 dB), etc.

Els circuladors òptics i els aïlladors òptics funcionen bàsicament amb el mateix principi, excepte que els aïlladors òptics solen ser dispositius de dos-ports, mentre que els circuladors òptics són dispositius de diversos-ports. Els circuladors òptics són components importants en la comunicació bidireccional, ja que poden separar la llum transmesa cap endavant i la inversa, i s'utilitzen en la comunicació bidireccional de fibra única-. A l'esquerra es mostra un diagrama esquemàtic d'un circulador òptic i a la dreta es mostra un diagrama esquemàtic d'un circulador òptic utilitzat en la comunicació bidireccional de fibra única-.

Un convertidor de longitud d'ona és un dispositiu que converteix un senyal d'una longitud d'ona a una altra. Els convertidors de longitud d'ona es poden classificar en convertidors optoelectrònics de longitud d'ona i tots els-convertidors de longitud d'ona òptics en funció del seu mecanisme de conversió de longitud d'ona.

⑴

A la figura es mostra el convertidor optoelectrònic de longitud d'ona. A causa de les limitacions de velocitat imposades pels dispositius electrònics, no és adequat per a sistemes de comunicacions de fibra òptica d'alta-velocitat i gran-capacitat.

⑵

El convertidor total-de longitud d'ona es mostra a la figura 3-38. La seva tecnologia de conversió de longitud d'ona consisteix principalment en un amplificador òptic semiconductor (SOA).

Un senyal lluminós amb longitud d'ona λ₁ i un senyal lluminós continu amb longitud d'ona λ₂ s'alimenten simultàniament a un amplificador òptic semiconductor (SOA). El SOA presenta característiques de saturació de guany respecte a la potència òptica d'entrada. Com a resultat, la informació transportada pel senyal de llum d'entrada es transfereix a λ₂, i extraient el senyal de llum λ₂ a través d'un filtre, es pot aconseguir tota la conversió de longitud d'ona òptica de λ₁ a λ₂.