9.3 Усилители на фтор-цирконатной основе
Эти усилители обладают более регулярным плато. Дело в том, что фторосодержащее волокно способно поглотить больше эрбия, что и приводит к улучшению профиля в области 1530-1542 нм, которая теперь открывается для усиления DWDM сигнала.
Рисунок 9.7(б) показывает, насколько эффективно усиливается DWDM сигнал. Мультиплексированные каналы практически по всей полосе пропускания имеют близкие значения SNR. Это значительно упрощает процедуру оптического балансирования при воспроизведении сигналов, когда каналы добавляются или удаляются.
Фтор-цирконатный усилитель EDFA имеет один недостаток - выше (чем у кремниевого) уровень шума, что является следствием большей рабочей длины волны лазера накачки 1480 нм. Дело в том, что длина волны накачки 980 нм, характерная для кремниевого EDFA, не эффективна для работы флюоридного усилителя EDFA, поскольку на этой длине волны велико сечение поглощения, сопровождающееся возбуждением других состояний. Указанный недостаток проявляется при строительстве сверхпротяженных безрегенерационных сегментов с каскадом оптических усилителей, ограничивая расстояния между усилителями. Есть пути преодоления этой проблемы, и производители собираются поставлять следующее поколение фтор-цирконатных усилителей EDFA, имеющих ровный профиль, низкий уровень шумов и более высокую надежность.
10 Пассивные оптические компоненты для систем передачи
10.1 Линзы
В ВОСП нашли применение микролинзы – тонкопленочные элементы, выполненные в виде утолщения на торце световода. Показатель преломления микролинзы больше, чем показатель преломления ОВ, поэтому такая линза – собирательная. Однако, этой линзе присущи недостатки, свойственные объемным линзам, в том числе и аберрация. Эти недостатки меньше сказываются в микролинзах Лунеберга. Толщина этой линзы плавно увеличивается от края к центру. При этом точно также изменяется эффективный показатель преломления. Свет через такую линзу передается по тем же законам, что и по ОВ с градиентным профилем показателя преломления. Линза с показателем преломления нелинейно зависит от ее радиуса (r) называется градиентной, стержневой (градан). Форма такой линзы – стержень (рисунок 5.1), а распределение показателя преломления:
(10.1)
где g – параметр фокусировки, g=(0,2 0,5)1/мм,
n0 – показатель преломления на оси линзы.
Рисунок 10.1
Шаг траектории
луча света
.
В ВОСП чаще всего применяют четверть
шаговые граданы, которые выполняют
функции коллемирующей и фокусирующей
линз (рисунок 10.1в). Граданы малогабаритны
(2r=1
2
мм,
мм).
Изображение в них формируется внутри
линзы, поэтому световые лучи не попадают
в окружающую среду, что позволяет
применять их для эффективного согласования
источника излучения и оптического
волокна, а также ОВ с приемником излучения.
При этом потери на поглощение в диапазоне
волн 0,7
1,6 мм малые, а
0,05
дБ.
10.2 Оптические аттенюаторы
Аттенюаторы используются с целью уменьшения мощности входного оптического сигнала. По принципу действия аттенюаторы бывают переменные и фиксированные. Переменные аттенюаторы допускают регулировку величины затухания в пределах 0 20 дБ для многомодовых и одномодовых волокон с точностью установки величины затухания 0,5 дБ. Регулировка достигается путем изменения величины воздушного зазора.
Фиксированные аттенюаторы имеют установленное изготовителем значение затухания, величина которого может составить 5, 10, 15 или 20 дБ. Затухание может вносить посредством воздушного зазора фиксированной величины или посредством специального поглощающего фильтра, встроенного в аттенюатор. В последнем случае значительно уменьшается обратное отражение, поскольку фильтр имеет близкий к волокну показатель преломления, что резко уменьшает обратное френелевское отражение.
Доступны разнообразные исполнения аттенюаторов: аттенюаторы-шнуры, аттенюаторы-розетки, аттенюаторы-FM розетки. Аттенюаторы-шнуры оконцовываются с обеих сторон стандартными соединителями ST, SC или FC. Затухание в шнуре обеспечивается благодаря специальному волокну. Аттенюаторы-розетки бывают как переменные, так и фиксированные. Аттенюаторы-FM розетки (рисунок 10.2) устанавливаемые между стандартной, переходной розеткой и оптическим соединителем.
Рисунок 10.2
Обратное отражение, вносимое аттенюатором с воздушным зазором, может оказаться слишком большим. Уменьшить обратное отражение можно, используя аттенюаторы со скошенным углом 8º наконечником для подключения к соединителю (FC/APC или SC/APC).