Реферат: Оптические разветвители и их устройства

При конструировании оптического разветвителя желательно достичь малых вносимых потерь, малой модовой зависимости конструкции, хорошей воспроизводимости параметров, простоты конструкции, малых размеров и массы. Конструкция разветвителя зависит от типа ВС, приемного угла, отношения радиуса сердцевины к толщине оболочки, возбуждаемого медового распределения на вводе ВС.

По своей конструкции разветвители разделяют на две основные группы — биконические, в которых излучение передается через боковую поверхность, и торцевые, в которых излучение передается через торец. В обеих группах передача излучения может осуществляться либо при непосредственном контакте ВС, либо через вспомогательные элементы — зеркала, линзы, смесители. В биконических разветвителях свет может быть извлечен через боковую поверхность при преобразовании направляемой моды в моду излучения или при связи со вторым ВС через исчезающее поле (рисунок 3.2.1). Преобразование распространяющейся волны в моды излучения получают при изгибе ВС, при снятии оболочки или коническом сужении сердцевины. Биконические разветвители легко - изготовить, однако они обладают плохой воспроизводимостью параметров. Вносимые потери 0,2...1 дБ.

Из разветвителей торцевого типа наиболее распространены такие, в которых торцы выходных ВС непосредственно состыковываются с торцом входного ВС и ническим способом или заливаются каплей клея. Изменяя взаимное положение закрепляются каким-либо механическим способом или заливая каплей клея [3].

Рисунок 3.2.1 - Биконический разветвитель со связью через затухающее поле

Рисунок 3.2.2 - Разветвители торцевого типа: 1—входной ВС; 2,3,4 —выходные ВС

Изменяя взаимное положение торцов ВС и подбирая их поперечное сечение (рисунок 3.2.2), можно изменять в широких пределах отношение мощностей в разных выходных каналах. Вносимые потери составляют 0,3...1,2 дБ. Для их уменьшения, а также для снижения возбуждения мод оболочки стравливают или сошлифовывают. На рисунке 3.2.3 изображен разветвитель с ветвящейся структурой, сформированный путем склеивания или оплавления выходных ВС вдоль сошлифованных под малым углом сердцевины и соединения с торцом входного ВС. Хотя принцип разветвителя простой, изготовление затруднительно, вносимые потери составляют 0,5...1,2 дБ.Эта конструкция подходит .как для градиентных, так и для ступенчатых ВС. Разделение мод и потери растут с ростом угла , под которым соединены ВС.

Разветвитель с расщеплением пучка показан на рисунке 3.2.4. ВС разрезан под углом 45° к оси, торцы его отполированы и покрыты частично отражающими металлическими и диэлектрическими зеркалами.

Рисунок 3.2.3 - Разветвитель с ветвящейся структурой: 1 — входной ВС; 2,3 - выходные ВС

Рисунок 3.2.4 - Разветвитель с расщеплением пучка

Теоретическая величина потерь 0,5 дБ. Практически для всех типов ВС вносимые потери равны 1...1,5 дБ в зависимости от коэффициента разделения.

Для разветвления мощности также применяют:

формирование на конце входного ВС, очищенного от оболочки, шариковой линзы с отражающим пятном на полюсе и двумя "окнами" в местах вывода отраженного излучения в боковые выходные ВС, введение бокового ВС в V-образную канавку, сформированную в основном ВС (потери 0,5... 1,2 дБ);

формирование глубокого надреза в основном ВС, благодаря которому часть сигнала ответвляется в боковые ВС, закрепленные над надрезом перпендикулярно основному.

В разветвителях со вспомогательными элементами широко используют диэлектрические цилиндрические линзы, представляющие собой отрезок градиентного ВС с параболическим профилем показателя преломления.

Рисунок 3.2.5 - Разветвители с градиентными диэлектрическими линзами: L1 , L2, L3 —линзы: 1—входной ВС; 2,3 — выходные ВС; f— фокусное расстояние линзы

Рисунок 3.2.6 - Звездообразный разветвитель со сферическим зеркалом

Лучи периодически фокусируются на оси линзы в точках, расстояние между которыми определяется длиной волны сигнала. Некоторые типы разветвителей с линзами показаны на рисунке 3.2.5. На торцы линз наносятся частично (рисунок 3.2.5, в) или полностью (рисунок 3.2.5,а) отражающие покрытия, которые на рисунке показаны утолщенными линиями. Измеренные вносимые потери, например, для разветвителя составляют 0,99 дБ для Рз/Ра= 0,03.

На рисунке 3.2.6 изображен звездообразный ответвитель. Он состоит из цилиндрического корпуса со стеклянным смесительным стержнем . Один из концов смесительного стержня представляет собой сферическое зеркало 2, на другой конец нанесено просветляющее покрытие 3. Излучение, выходящее из какого-либо ВС пучка 4, отражается от зеркала и равномерно распределяется по всем ВС. Это дает возможность каждому терминалу в системе передавать и .принимать данные от любого другого терминала.

Выводы

В современных ВОСП и данной лабораторной работе целесообразнее использовать селективные ответвители (мультиплексоры и демультиплексоры).

За неимением использованы неселективные направленные ответвители оптической мощности. Звездообразного типа,биконической конструкции.

OP-CEO1-2-2 - биконический разветвитель со связью через затухающее поле, теоретически вносимые потери 0,2...1дБ. УК-1 разветвитель с ветвящейся структурой, теоретически вносимые потери 1...1,5дБ.