12. Одночастотні випромінювачі, їх особливості, принцип дії, параметри. Призначення цих випромінювачів.
Для цих систем розроблені
одночастотні лазери: лазери з розподіленим
зворотнім зв’язком (РЗЗ, або DFB-лазери),
з розподіленим брегівським відбиттям
(РБВ або DBR-лазери) та лазери з зовнішнім
резонатором(LC-лазери),
схеми яких наведені на рис. 3.29. Ширина
спектру випромінювання цих лазерів не
перевищує 0,2 нм, що дозволяє збільшити
швидкість передачі та довжину лінії. В
цих лазерах відсутній ефект перерозподілу
потужності між модами та динамічне
розширення ширини спектру випромінювання.
Резонатори DBR та DFB-лазерів являють собою
модифікацію резонатора Фабрі-Перо, у
якій додана періодична просторова
модуляційна структура. В DFB лазерах
періодична структура сполучена з
активною областю (рис. 3.29а), а в DBR лазерах
періодична структура винесена за межі
активної області (рис.3.29б). Періодична
структура впливає на умови поширення
й характеристики випромінювання. Так,
перевагами DFB і DBR лазерів у порівнянні
з FР лазером є: зменшення залежності
довжини хвилі лазера від струму
накачування й температури, висока
стабільність одномодовости та практично
100-процентна глибина модуляції.
Температурний коефіцієнт
/
для FР лазера має порядок 0, 5-1 нм/°С, у
той час як для DFB лазера він складає
07-0,09 нм/°С. Основним недоліком DFB і DBR
лазерів є складна технологія виготовлення
та, як наслідок, більш висока ціна.
13. Детектори оптичного випромінювання. Їх призначення, принцип дії, параметри та характеристики.
Детектори оптичного випромінювання (або фотоприймачі) вирішують протилежне у порівнянні з випромінювачами завдання–вони перетворюють оптичні сигнали в ідентичні їм електричні. Фотоелектричне перетворення дозволяє здійснювати подальшу обробку інформації будь-якими засобами на основі електронних схем. Фотодетектор має оптичний вхід (управляюче коло) та електричний вихід (сигнальне коло). Параметри фотодетекторів повинні бути узгоджені з параметрами випромінювача та оптичного кабелю, а також з параметрами електричних кіл оптичного приймального пристрою.
До фотодетекторів ставляться такі вимоги:
-максимальна спектральна чутливість фотодетектора повинна співпадати з одним з вікон прозорості ВС;
-висока швидкодія;
-низький рівень власних шумів;
-забезпечення максимальної потужності електричного сигналу на навантаженні фотодетектора
-висока надійність.
Детектор світла є не що інше, як лічильник фотонів, що перетворює енергію падаючого світла в електричну енергію.
У ВОСП застосовуються напівпровідникові фотодетектори, основою яких є фотодіодна структура. Принцип дії напівпровідникового фотодетектора полягає в тому, що при падінні світла на p-n перехід в останньому генерується фотострум (рис.3.31). Напівпровідникова структура на основі p-n переходу зветься фотодіодною а сам прилад – фотодіодом (ФД). Основними типи фотодіодів:--РIN-діоди та лавинні фотодіоди (ЛФД).
Перетворення оптичного сигналу в електричний характеризується струмовою чутливістю ( чутливістю відгуку) ФД
(4.22)
де η–квантова ефективність матеріалу ФД–це відношення кількості фотонів що надійшли до світлочутливої площини ФД до кількості згенерованих електронів, q–заряд електрона, h – постійна Планка, ν – частота оптичної носійної. Чутливість відгуку визначається в А/Вт, іноді називається просто чутливістю.
Струмова чутливість ФД залежить від його матеріалу, довжини хвилі та визначає у подальшому якість приймання оптичних сигналів, фактично вона визначає ефективність перетворення оптичної потужності на струм.