Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Устройства ввода и вывода излучения



 

Устройства ввода и вывода излучения должны обеспечивать передачу максимально возможной мощности от источников света в световод и из световода в фотоприемник. Конструкции таких устройств определяются характеристиками как излучателей и фотоприемников, так и световодов.

Светодиоды могут быть с низкой яркостью и большой площадью излучения (S=0,2...5,6 мм2) и, наоборот, высокой яркостью и малой излучающей поверхностью. Светодиоды с малой излучательной поверхностью и инжекционные лазеры можно непосредственно подсоединять к многомодовому световоду в стык.

Потери на ввод излучения в многомодовое оптическое волокно (МОВ)

где h = (Рисв) - эффективность ввода, дБм; Ри – мощность источника излучения, Вт; Рсв - мощность, введенная в волокно, Вт, Аотр - потери за счет отражения, дБм; Аи - потери на излучение на длине установления стационарного состояния мод, дБм.

Наилучшее и стабильное согласование источника излучения с МОВ достигается за счет покрытия поверхности источника излучения четвертьволновым слоем с (пч – показатель преломления четвертьволнового покрытия, пи – показатель преломления источника излучения, псв – показатель преломления сердцевины световода) и заполнением зазора иммерсионной жидкостью с п=псв. При этом потери на отражение пренебрежимо малы.

Значительно увеличить введенную в волокно мощность можно с помощью сферической линзы. Эффективность ввода может быть увеличена до 34%.

В настоящее время сферическая линза конструктивно входит в светодиод или волокно, то есть является ее элементом. В первом случае линза располагается непосредственно на излучающей поверхности. При такой конструкции эффективность ввода обеспечивается подбором оптимального радиуса кривизны и высотой шарового сегмента.

Излучатель с размещенной на его поверхности сферической линзой позволяет повысить эффективность связи примерно на два порядка по сравнению с эффективностью при непосредственной связи. На рис. 18.2 представлено сочленение лазера с ОВ с помощью микролинзы.

Линзы прикрепляются на торце либо лазера, либо волокна и позволяют коллимировать лазерное излучение. Для этого требуются линзы, диаметром несколько микрон. Изготавливаются такие микролинзы из фоторезиста, который наносится и экспонируется непосредственно на торце волокна. Установлено, что цилиндрические линзы более эффективны, чем сферические, поскольку излучающая поверхность лазера имеет вид прямоугольника. Для лазеров и одномодовых волокон такой структуры получается эффективность сочленения 23% со сферической линзой и 34% с цилиндрической. При вводе излучения светодиода в ОВ в большинстве случаев вносимые потери составляют 10-30 дБ.



При вводе излучения лазера в ОВ вносимые потери обычно меньше вследствие высокой осевой направленности лазерного излучения и очень малой излучающей площадки. Используя подходящую систему с жидкостью или просветляющим покрытием ОВ и лазера для уменьшения отражения, можно снизить потери на ввод до 2 дБ и меньше.

Одной из проблем ввода излучения в одномодовое оптическое волокно ООВ является несовпадение распределений полей излучаемой лазером волны и основной моды световода НЕ11. Это несовпадение требует, чтобы устройство ввода было выполнено с большой степенью точности.

Одним из наиболее перспективных устройств ввода является коническое устройство (рис. 18.3). При больших диаметрах торцевой поверхности конуса (1...2 мм) могут появиться моды высших типов. С целью их исключения между торцом конуса и лазером вводится фазокорректирующий элемент - сферическая линза. Такое устройство обладает эффективностью порядка 1,6...2,2 дБ.

Для соединения световода с фотодетектором предъявляются менее жесткие требования, чем в случаях соединения светодиода или лазера с волокном. Высокая эффективность ввода между световодом и детектором достигается даже тогда, когда сечение детектора во много раз больше поперечного сечения волокна. Самые малые фотодетекторы имеют квадратную активную область со стороной 0,25 мм, в то время как диаметр сердечника многомодового световода составляет (0,06±0,12) мм. Поэтому почти все излучение световода попадает на активную поверхность детектора, а потери возникают только из-за отражения.



На рис. 18.4 показан пример осуществления ввода излучения из световода со ступенчатым профилем показателя преломления в приемник.

Световод непосредственно состыкован с приемником и образует вместе с ним единый конструктивный узел. Эпоксидная смола не только обеспечивает механическое соединение, но и вместе с наружным покрытием устраняет внешнюю фоновую засветку.

 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!