3.4Приемные оптические модули. Структурная схема. Назначения. Требования, предъявляемые к приемным оптическим модулям восп

Оптический приемный модуль служит для преобразования оптического сигнала в электрический.

Назначение блоков:

ОУ – увеличивает мощность оптического сигнала.

ФД – преобразует оптический сигнал в электрический.

ПУс – малошумящий предварительный электрический усилитель, обеспечивающий максимальное отношение сигнал – шум.

ГУс – главный усилитель, обеспечивает усиление сигнала до уровня необходимого для нормального функционирования последующих устройств. В качестве усилительных устройств применяются интегрирующие (ИУ) и трансимпедансные электрические усилители (ТИУ). Работой усилителя управляет АРУ.

АРУ - обеспечивает регулировку динамического диапазона путем изменения коэффициента усиления ГУс или коэффициента лавинного умножения ЛФД.

К – корректор обеспечивает коррекцию АЧХ линейного тракта, а также устраняет искажения, вносимые входной цепью ПрОМ.

РУ – решающее устройство путем сравнения входного сигнала с пороговым напряжением формирует сигнал логической единицы или нуля.

ВТЧ – выделитель тактовой частоты формирует тактовую стробирующую последовательность для регенерации сигнала и работы демультиплексирующих устройств.

Фотодетектор должен точно воспроизводить форму оптического сигнала, не внося дополнительно шума, т. е.:

• обладать требуемыми широкополосностью

• динамическим диапазоном и чувствительностью

• иметь небольшие, но достаточные размеры для надежного соединения с волокном

• быть нечувствительным к изменениям параметров внешней среды

• иметь большой срок службы и минимальную стоимость.

Наиболее полно указанным требованиям удовлетворяют полупроводниковые фотодиоды.

3.5Оптические модуляторы. Виды. Характеристики. Принцип работы электрооптического модулятора на основе интерферометра Маха - Цендера.

Оптические модуляторы предназначены для ввода информации в световую волну путем изменения во времени одного из ее параметров – амплитуды( интенсивности) частоты, фазы или состояния поляризации.

Важнейшими характеристиками оптических модуляторов являются:

а) глубина модуляции;

б) ширина полосы пропускания или диапазон модулирующих частот ∆ν,

в) рабочая апертура – тот угол, измеряемый в градусах или стерадианах, в

пределах которого оптическое излучение может быть введено в модулятор;

г) спектральная область – область длин волн, в которой модулятор способен

работать;

д) рабочее напряжение или напряжение полуволнового смещения – те величины сигнала, которые необходимо подать на вход модулятора, чтобы перевести его из «открытого» состояния в «закрытое»;

е) потери, вносимые модулятором, выражаемые, как правило, в децибелах:

ж) потребляемая мощность на единицу ширины полосы пропускания модулятора Р/ ∆f, выражаемая обычно в Вт/ГГц.

По принципу действия ОМ разделяют на три класса:

-электрооптические модуляторы на эффекте Поккельса,

-акустооптические в которых параметры световой волны изменяются в результате дифракции света на ультразвуковых волнах,

-магнитооптические на эффекте Фарадея.

ОМ м.б. объемным, планарным или волоконным, на основе монокристаллических сред.

Могут использоваться электрооптические модуляторы со статическим управлением. В качестве такого модулятора может использоваться интерферометр Маха Цендера (рис. в раздатке), который состоит из двух Y-разветвителей, соединённых отрезками световодов, которые дифференциально управляются приложенным напряжением. Распределенная связь между световодами отсутствует, поэтому они выполняют роль фазового модулятора. На вход поступает оптическая волна, которая распределяется равномерно по плечам а и b. Распространяющиеся по плечам волны в зависимости от приложенного напряжения U0 и длины световодов L в зоне взаимодействия полей приобретают сдвиг фаз. На выходе модулятора происходит модуляция входного светового потока по интенсивности ввиду интерференции достигших его мод. Модуляционная характеристика нелинейна, и чтобы выйти на линейный участок, необходимо в лечи модулятора ввести независимый от времени сдвиг фаз   . Такой сдвиг может быть сделан при изготовлении или подаче постоянного смещения.