3.2.4. Оптичні ізолятори

У високошвидкісних ВОЛЗ для захисту лазерних діодів від паразитних відбивань застосовують оптичні ізолятори. Оптичні ізолятори забезпечують пропускання випромінювання в одному напрямку практично без втрат, а в іншому (зворотному) напрямку інтенсивність випромінювання, яка пройшла через ізолятор, майже нульова.

Р

Рис. 3.2.4

исунок 3.2.4 пояснює роботу однієї з можливих конструкцій такого пристрою. Випромінювання лазерного діода проходить через поляризатор 1. Після поляризатора лінійно-поляризована хвиля поступає на вхід комірки Фарадея. По проходженні комірки азимут поляризації повертається на 45^о. Через вихідний поляризатор випромінювання поступає на вхід пристрою введення. Відбиті паразитні пучки, які розповсюджуються у зворотному напрямку мають поляризацію, близьку до лінійної з тим самим азимутом. Після поляризатора 3 відбитий пучок стає лінійно-поляризованим з азимутом, який співпадає з початковим азимутом. Дія комірки Фарадея така, що результат дії не залежить від напрямку розповсюдження світла. Отже, після комірки азимут поляризації повертається ще на 45^о. Таким чином, в порівнянні з початковою орієнтацією вектора поля кінцева відрізняється на 90^о. При такій взаємній орієнтації осі поляризатора та хвилевого вектора за поляризатором 1 інтенсивність світла, сформована відбитими паразитними пучками, практично дорівнює нулю.

В

Рис. 3.2.5

лініях зв’язку, побудованих на основі одномодових волокон, в яких стан поляризації передаваного сигналу практично не змінюється може бути застосованій інший тип оптичних ізоляторів. Конструкція такого ізолятора наведена на рисунку 3.2.5.

Випромінювання лазера проходить через поляризатор 1 та чвертьхвильову пластинку 2. Ось пластинки утворює кут 45^о з віссю поляризатора. В такому випадку лінійно-поляризоване випромінювання перетворюється на циркулярно-поляризоване. Якщо світловід не змінює поляризації, то всі відбиті на трасі світові потоки залишаться циркулярно-поляризованими. Проте, напрямок обертання вектора поля зімнеться на пролежаний. Наприклад, на виході системи сигнал був право-пляризований. Тоді відбиті сигналі (випромінювання, яке повертається в бік джерела) ліво-поляризовані.

При проходженні через пластинку в зворотному напрямку таке випромінювання знову перетвориться на лінійно-поляризоване, але воно буде ортогональним до початкового. Як наслідок, після поляризатора 1 інтенсивність випромінювання, яке повернулося з оптичної траси практично рівна нулю.

4. Активні елементи волз

4.1. Джерела випромінювання

Джерело випромінювання для ВОЛС повинне задовольняти такі вимоги:

- Випромінювання джерела повинно мати довжину хвилі, яка лежить в одному з вікон прозорості (0.85-1.6 мкм).

- Джерело випромінювання повинно витримувати необхідну частоту модуляції.

- Діаграма направленості джерела повинна бути достатньо вузькою з метою забезпечення ефективного введення випромінювання у волокно.

- Джерело випромінювання повинно володіти достатньою потужністю, такою щоб сигнал проходив як можна більші ділянки, але не виникало нелінійної взаємодії з матеріалом волокна.

- Температурні флуктуації повинні мінімально впливати на робочий режим джерела випромінювання.

- Вартість джерела не повинна бути високою з метою збереження конкурентоспроможності ВОЛЗ.

На даний час такі вимоги задовольняють два типи джерел. Це світлодіоди СД (LED) і напівпровідникові лазерні діоди ЛД (LD).

а б в

Рис. 4.1.1. Спектральні характеристики різних типів джерел:

а – світлодіод – 30-50 нм; б – багатомодовий лазер1-3 нм; в – одномодовий лазер0.1-0.4 нм

Головна відмінність цих пристроїв – ширина спектра випромінювання (див. рис. 4.1.1).