Wprowadzenie do sprzęgaczy światłowodowych
Łącznik światłowodowy jest urządzeniem wykorzystywanym w systemach światłowodowych z pojedynczymi lub większą liczbą włókien wejściowych i pojedynczym lub kilkoma włóknami wyjściowymi, który różni się od urządzeń WDM. Multiplekser WDM i demultiplekser dzielą różne włókna światłowodowe na różne kanały, podczas gdy sprzęgacze światłowodowe dzielą moc światła i wysyłają je do innego kanału.
Pasmo
Większość typów sprzęgaczy działa tylko w ograniczonym zakresie długości fali (ograniczona szerokość pasma), ponieważ siła sprzężenia jest zależna od długości fali (a często także zależna od polaryzacji). Jest to typowa właściwość tych łączników, w których sprzężenie występuje na pewnej długości. Typowe przepustowości łączników topionych wynoszą kilkadziesiąt nanometrów. W laserach i wzmacniaczach światłowodowych dużej mocy często stosuje się wielomodowe sprzęgacze światłowodowe do łączenia promieniowania kilku diod laserowych i wysyłania ich do wewnętrznego płaszcza aktywnego włókna.
Struktura
Podstawowy sprzęgacz światłowodowy ma N portów wejściowych i M portów wyjściowych. N i M zwykle wahają się od 1 do 64. M to liczba portów wejściowych (jeden lub więcej). N jest liczbą portów wyjściowych i jest zawsze równa lub większa niż M. Liczba portów wejściowych i portów wyjściowych zależy od przewidywanej aplikacji łącznika.
Światło z włókna wejściowego może pojawić się na jednym lub kilku wyjściach, przy czym dystrybucja mocy potencjalnie zależy od długości fali i polaryzacji. Takie łączniki można wytwarzać na różne sposoby:
Niektóre łączniki wykorzystują włókna polerowane z boku, zapewniając dostęp do rdzenia włókna;
Łączniki mogą być również wykonane z optyki masowej, na przykład w postaci mikrosoczewek i dzielników wiązki, które mogą być sprzężone z włóknami („włókniste”).
Typy
Łączniki światłowodowe mogą być urządzeniami pasywnymi lub aktywnymi. Pasywne sprzęgacze światłowodowe są prostymi komponentami światłowodowymi, które służą do przekierowywania fal świetlnych. Łączniki pasywne wykorzystują mikrosoczewki, pręty o stopniowanym współczynniku załamania światła (GRIN) i dzielniki wiązek, miksery optyczne lub łączniki i łączą rdzeń światłowodów ze sobą. Aktywne sprzęgacze światłowodowe wymagają zewnętrznego źródła zasilania. Odbierają sygnały wejściowe, a następnie wykorzystują kombinację światłowodowych detektorów, przetworników optyczno-elektrycznych i źródeł światła do przesyłania sygnałów światłowodowych.
Typy sprzęgaczy światłowodowych obejmują splittery optyczne, łączniki optyczne, sprzęgacze X, sprzęgacze gwiazdowe i sprzęgacze do drzew. Urządzenie umożliwia transmisję fal świetlnych przez wiele ścieżek.
Łączniki topione są używane do dzielenia sygnałów optycznych między dwa włókna lub do łączenia sygnałów optycznych z dwóch włókien w jedno włókno. Są skonstruowane przez stopienie i zwężenie dwóch włókien razem. Ta metoda zapewnia prostą, solidną i zwartą metodę dzielenia i łączenia sygnałów optycznych. Typowe straty nadmiarowe są tak niskie, jak 0,2 dB, podczas gdy współczynniki podziału są dokładne z dokładnością do ± 5 procent przy projektowanej długości fali. Urządzenia są dwukierunkowe i oferują niskie odbicie wsteczne. Technika ta najlepiej nadaje się do sprzęgaczy jednomodowych i wielomodowych.
Dostępne są również sprzęgacze światłowodowe z wąskim pasmem pojedynczego okna, szerokopasmowym pojedynczym oknem i podwójnym złączem światłowodowym szerokopasmowym. Łącznik światłowodowy jednokierunkowy ma jedną roboczą długość fali. Sprzęgacz światłowodowy z dwoma oknami ma dwie długości fali roboczej. Dla światłowodu jednomodowego jest zoptymalizowany dla 1310 nm i 1550 nm; Dla światłowodu wielomodowego jest zoptymalizowany dla 850 nm i 1310 nm.
