59. Каналообразующие устройства волоконно-оптических систем передачи.

Разветвитель – это пассивный оптический многополюсник, распределяющий поток оп­тического излучения в одном направлении и объединяющий несколько потоков в об­ратном направлении. В общем случае у разветвителя может быть M входных и N выходных портов.

Рисунок 4.1 – Одномодовый разветвитель

Простейший биконический разветвитель представляет собой пару одномодовых ОВ, на определенном участке сваренных друг с другом по длине.

Рисунок 4.2 – Аттенюаторы расположены между передатчиками и мультиплексором

Аттенюатор – устройство, которое уменьшает интенсивность светового сиг­нала, прошедшего через него. Аттенюаторы часто используются в качестве звена в схеме после лазерного передатчика, чтобы согласовать его выходную мощность с уровнем, требуемым следующими за ним устрой­ствами, такими как усилители EDFA или оптический мультиплексор (рисунок 4.2).

Изоляторы – устройства, для которых потери света малы при распростране­нии в одном направлении и велики в противоположном направлении. Изо­ляторы обычно устанавливают в выходных схемах устройств с высоким уров­нем интенсивности света, таких как передатчики на лазерных диодах и усилители EDFA или мультиплексоры. Их функция – уменьшить уровень сигнала, отраженного назад в используемый лазерный диод или усилитель EDFA.

Рисунок 4.3 – Оптический фильтр на тонких пленках

Фильтры на тонких пленках. Фильтры данного типа состоят из большого количества слоев прозрачного диэлектрического материала с различными показателями преломления, нанесенных на оптическую подложку. На границе раздела между разными слоями часть падающего светового луча отражается обратно, часть – проходит (рисунок 4.3). В зависимости от длины волны фазовые задержки между компонентами светового сигнала, отраженными от различных слоев фильтра, приводят к усилению или ослаблению отраженного света вследствие интерференции. Таким образом, в зависимости от длины волны и конструкции фильтра можно пропускать или задерживать определенные диапазоны длин волн или определенную длину волны, причем, чем более узкую полосу пропускания необходимо получить, тем большее количество слоев должен содержать в себе фильтр.

Данный тип фильтров позволяет получить достаточно узкую полосу пропускания для систем с числом спектральных каналов, не превышающим 32. Для систем с большей плотностью каналов применяются другие технологии.

Фильтры на брэгговских дифракционных решетках. Дифракционная решетка Брэгга – это последовательность полуотражающих параллельных пластин, которые разнесены на расстояние d друг от друга.

Световой поток E, проходя через очередное зеркало, частично отражается в обратном направлении, частично проходит далее.

Рисунок 4.5 – Оптический интерферометр Маха-Цендера

Фильтры Маха-Цендера. Интерферометр Маха-Цендера (М-Ц) можно получить путем соединения двух выходных портов одного разветвителя с двумя входным портам другого разветвителя, как показано на рисунке 4.5.

Рисунок 4.6 – Принцип действия интерферометра Фабри-Перо

Фильтры Фабри-Перо. Интерферометр Фабри-Перо (Ф-П) является устройством интерференционного типа, основанным на многократном отражении светового потока от двух поверхностей тонких пластин. Его принцип действия показан на рисунке 4.6.

Двухволновые мультиплексоры производятся с использованием волоконных разветвителей, позволяющих достичь низких вносимых потерь одновременно с высокой степенью изоляции каналов в широком диапазоне температур.

Мультиплексоры на основе оптических фильтров

В мультиплексорах и демультиплексорах могут быть использованы оптические узкополосные фильтры, каждый из которых выделяет из составного полихроматического светового пучка (или добавляет в него) один монохроматический пучок с определенной длиной волны. Располагая последовательно устройства ввода с разными длинами волн, можно получить мультиплексор с любым числом каналов.

Мультиплексоры на основе дисперсионных элементов

Мультиплексоры на основе дифракционных решеток

Мультиплексоры на основе массивов волноводов