3.1. Волоконно-оптичні відгалужувачі і розгалужувачі

3.1.1. Зварні відгалужувачі

Для здійснення контролю параметрів ВОЛЗ, організації двохстороннього зв’язку по одному волокну використовують напрямлені X-відгалужувачі. На рисунку 3.1.1 наведена схема такого відгалужувача.

В

Рис. 3.1.1

ідгалужувач виготовляється з двох відрізків оптичних волокон. На деякій довжиніу кожного з волокон зішліфовується (або видаляється травленням) частина робочої оболонки. Після цього обидва волокна зварюються за допомогою зварювального апарата. У результаті такої операції серцевини волокон розташовуються паралельно на довжині. Отже, після такої операції маємо волоконний аналог двох зв’язаних хвилеводів. Як відомо, така система характеризується коефіцієнтом зв’язку, який залежить від величини, та довжиною зв’язку, на якій відбувається повне перекачування енергії з одного волокна в інше. Природно, що, вибираючи довжину, можна регулювати частину енергії, що перекачується в другий хвилевід. Так, наприклад, якщо, то такий відгалужувач поділить енергію, яка вводилася в один із каналів, порівну.

Н

Рис. 3.1.2

е менш широке розповсюдження знайшов інший тип відгалужувачив - -відгалужувач(рис. 3.1.2). Кількість каналів на виході такого відгалужувача може сягати 32. Така кількість досягається послідовним розділенням кожного вихідного каналу двохканального відголужувача за допомогою наступного відголужувача.

Цей відгалжувач у більшості випадків використовується як поділювач потужності на дві частини, тому частіше він називається розгалужувачем. Цей тип розгалужувача є базовим для виготовлення різного роду багатоканальних матричних розгалужувачів та (як і в планарному варіанті) різного роду інтерферометрів.

Обидва типи відгалужувачів характеризуються такими параметрами:

коефіцієнтом передачі

, або дБ;; .

, або дБ;(3.1.1)

та коефіцієнтом розв’язки (ізоляції), або перехідним затуханням .

Цей параметр визначає ту частину енергії, яка проникає, наприклад, у плече 3, коли випромінювання вводиться в плече 2.

Третій параметр – коефіцієнт втрат, що вносяться :

, або . (3.1.2)

Окрім зварних розгалужувачів, застосовують також інші конструкції.

3.1.2. Відгалужувачі із градієнтною циліндричною лінзою

Циліндрична градієнтна лінза являє собою відрізок градієнтного волокна з параболічним профілем показника заломлення. Проте на відміну від ОВ вона має більший діаметр (близько 1-2 мм) і не має оболонки. Розподіл показника заломлення циліндричної градієнтної лінзи в радіальному від осі напрямку задається параметром , який має назву ступеня фокусації та визначається виразом:

, (3.1.3)

де– показник заломлення на осі.

Хід променів, які розповсюджуються в такій лінзі при осьовому та неосьовому освітленні, показаний на рисунку 3.1.3.

“

а б

Рис. 3.1.3. Відгалужувачі із градієнтною циліндричною лінзою:

а – неосьове освітлення; б – осьове освітлення; СП – світлоподілювач

Синусоїдальна” траєкторія розповсюдження променів має період , який називають кроком, або фокусною відстанню лінзи. Плоскі торці лінзи дозволяють будувати на її основі різноманітні механічно міцні і компактні пристрої, наприклад узгоджуючі поєднувачі для передачі випромінювання від лазерного діода у волокно, розгалужувачі тощо.