Typer av optokopplare
Optiska kopplare är passiva enheter som delar, kombinerar och distribueraroptisksignaler. De är oumbärliga optiska komponenter i våglängdsmultiplexering, fiberoptiska lokala nätverk, fiberoptiska kabel-tv-nät och vissa mätinstrument. Flera typiska fiberoptiska kopplingsstrukturer visas i figuren.
Arbetsprincip
En 4-portars optokopplare är den enklaste typen av enhet. Strukturen och principen för en 4-portars optokopplare visas i figuren.
Prestandaparametrar
(1) Införingsförlust
Insättningsförlust avser förhållandet mellan den optiska effekten vid en specifik port vid ingångsänden och den optiska effekten vid en annan port vid utgångsänden efter att ljus passerar genom enheten. Insättningsförlusten från ingångsporten till utgångsporten uttrycks som
L_i=10 logg (P_out / P_in) (3-31)
(2) Ytterligare förlust
Ytterligare förlust L_a definieras som förhållandet mellan den totala ineffekten och den totala uteffekten. Som visas i ekvation 3-32 för en optisk koppling med 4 portar,
L_a=10 logg (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Delningsförhållande
Delningsförhållandet är ett procenttal som anger förhållandet mellan den optiska uteffekten från en port och den totala optiska uteffekten från alla portar. Det återspeglar andelen effektfördelning vid utgångsportarna. För en 4-ports optisk kopplare kan det uttryckas som
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Isolering
Isolering avser möjligheten att blockera eller dämpa den optiska vägen mellan icke-anslutna portar. Det indikerar att uteffekten vid den önskade utgångsporten är mycket större än den vid de oönskade utgångsportarna. För en 4-ports optisk kopplare är dess matematiska uttryck
L_g=-10 logg (P_2 / P_in) (3-34)
Det fysiska strukturdiagrammet för den optiska kopplingen med tre-portar visas i figuren.
Optiska isolatorer och optiska cirkulatorer
Optisk isolator
Funktionen hos en optisk isolator är att se till att ljusvågor bara kan fortplanta sig i framåtriktningen, vilket förhindrar att reflekterat ljus orsakat av olika faktorer i transmissionslinjen åter-kommer in i lasern och påverkar laserns driftsstabilitet.
Optiska isolatorer används främst efter lasrar eller optiska förstärkare. Lasrar och optiska förstärkare är mycket känsliga för reflekterat ljus från kontakter, skarvar och filter. Detta reflekterade ljus kan försämra deras prestanda; till exempel kan en lasers spektrala bredd breddas eller minskas av det reflekterade ljuset, ibland med flera storleksordningar. Därför bör en optisk isolator placeras nära utgången på sådana optiska enheter för att förhindra effekterna av reflekterat ljus.
De viktigaste prestandaindikatorerna för en optisk isolator inkluderar driftsvåglängd, typisk insättningsförlust (referensvärde: 0,4 dB), maximal insättningsförlust (referensvärde: 0,6 dB), typisk toppisolering, minimal isolering (referensvärde: 40 dB) och returförlust (dvs reflektionsförlust, referensvärde: in/60 dB), etc.
Optisk cirkulator
Optiska cirkulatorer och optiska isolatorer fungerar på i huvudsak samma princip, förutom att optiska isolatorer i allmänhet är enheter med två-portar, medan optiska cirkulatorer är enheter med flera-portar. Optiska cirkulatorer är viktiga komponenter i dubbelriktad kommunikation, eftersom de kan separera framåt- och bakåtgenomsläppt ljus och används i dubbelriktad enkel-fiberkommunikation. Ett schematiskt diagram över en optisk cirkulator visas till vänster, och ett schematiskt diagram över en optisk cirkulator som används i dubbelriktad enkel-fiberkommunikation visas till höger.
Våglängdsomvandlare
En våglängdsomvandlare är en enhet som omvandlar en signal från en våglängd till en annan. Våglängdsomvandlare kan klassificeras i optoelektroniska våglängdsomvandlare och alla -optiska våglängdsomvandlare baserat på deras våglängdsomvandlingsmekanism.
Den optoelektroniska våglängdsomvandlaren visas i figuren. På grund av hastighetsbegränsningar från elektroniska enheter är den inte lämplig för fiberoptiska kommunikationssystem med hög-hastighet och hög-kapacitet.
Den helt-optiska våglängdsomvandlaren visas i figur 3-38. Dess våglängdsomvandlingsteknologi består huvudsakligen av en optisk halvledarförstärkare (SOA).
En ljussignal med våglängden X^ och en kontinuerlig ljussignal med våglängden X2 matas samtidigt in i en optisk halvledarförstärkare (SOA). SOA uppvisar förstärkningsmättnadsegenskaper med avseende på den optiska ineffekten. Som ett resultat överförs informationen som bärs av den ingående ljussignalen till X2, och genom att extrahera X2-ljussignalen genom ett filter kan all -optisk våglängdsomvandling från X1 till X2 uppnås.
