Оптические разветвители и их устройства. Реферат. Информатика, ВТ, телекоммуникации.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Оптические разветвители и их устройства
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Разветвители (ответвители) сигнала играют важную роль
в, ВОЛС. Различают разветвители чувствительные (селективные) к длине волны и
нечувствительные (неселективные). Первые применяются для объединения (или
разъединения) сигналов с различными оптическими несущими и называются мультиплексорами
(и демультиплексорами соответственно). Вторые используются для разветвления
оптической мощности при наличии большого числа оконечных устройств в линии связи,
подключения шины данных в ЭВМ, приема контрольного сигнала или сигнала обратной
связи, предназначенного для управления мощности источника излучения.
Мультиплексирование позволяет увеличить
информационную емкость ВОЛС. Применяемые в линиях устройства для объединения
сигналов с различными несущими длинами волн (мультиплексоры) и разъединения
(демультиплексоры) должны иметь малые вносимые потери. Мультиплексоры должны,
кроме того, обеспечивать высокую степень изоляции между каналами. В зависимости
от длины волны используют четыре различных способа получения устройств связи .
В основу работы устройств положены три чувствительных к длине волны эффекта —
угловая дисперсия, интерференция и поглощение. Демультиплексоры, используют
угловую дисперсию решетки или призмы. Конструкция для разделения каналов с
помощью интерференционного фильтра, структура поглощающего типа, используемая
как демультиплексор. Каждый поглотитель состоит из чувствительного к длине
волны фотодиода. Устройства с решеткой и призмой являются делителями с
параллельным разделением каналов, а использующие фильтры и селективные
фотодетекторы с последовательным.
Последовательное разделение применяется при небольшом числе каналов, так как с
ростом числа каналов пропорционально увеличивается число элементов схемы
(светофильтров, делительных пластин, зеркал, фокусирующих элементов) и
соответственно растут потери на излучение.
Рисунок
3.1.0 - Принцип работы устройств связи, селективных к длине волны: а - с
решёткой; б - с призмой; в - с интерференционным фильтром; г - с поглощающим
фильтром; 1 - градиентная цилиндрическая линза; 2 - дифракционная решётка; 3 -
хроматическии фильтр; 4 - призма; 5 - отражающее покрытие; 6 - селективные
фотодетекторы
Наиболее широко используются устройства с
интерференционным фильтром. Демультиплексоры такого типа выполнимы и в
полностью волоконном исполнении без использования цилиндрических линз. Их
устройство подобно устройству торцевых делителей мощности, в разрезе
передающего ВС которых вместо полупрозрачной пластины расположен фильтр,
чувствительный к длине волны
[7].
Параллельное разделение, возможно осуществить как для малого, так и для
большого (несколько десятков) числа спектрально уплотненных несущих в одном
волоконном световоде (ВС). Параллельные детали представляют собой
миниспектрометры. Как и спектрометр, делитель имеет диспергирующий элемент
(решетку или призму), коллимирующий элемент (объектив или вогнутое зеркало), а
также входную и выходную щели (роль которых выполняют сердцевины излучающего и
приемных ВС). Схема с призмой не получила широкого распространения, так
как призма ограничивает возможность миниатюризации устройства и характеризуется
низкой дисперсией в диапазоне длин волн 1,1 ... 1,6мкм. Материалы для
изготовления призм со значительной угловой дисперсией имеют большие потери.
Кроме того, дисперсия призм не постоянна по спектру. Наибольшее
распространение получили устройства с дифракционной решеткой.
На рисунке 3.1.1 представлены зависимости вносимых
потерь Li и
переходного затухания La для
полупроводникового лазера с шириной спектральной линии =2 нм и светодиода с
=40 нм. Из рисунков видно, что с ростом уменьшается переходное затухание. Его
можно увеличить, уменьшая плотность упаковки ВС (увеличивая параметр Df2a, где а — радиус сердцевины ВС). Однако при этом
растут вносимые потери. Мультиплексоры и демультиплексоры с решетками мало
пригодны для использования в ВОЛС, в которых источниками излучения являются
светодиоды.
Примером устройства демультиплексора с решеткой
является пятиканальный демультиплексор, изображенный на рисунке 3.1.2.
Излучающий и пять приемных ВС объединены в линейку, расположенную в фокальной
плоскости объектива (фокусное расстояние 23,8 мм, диаметр 14 мм).
Рисунок
3.1.1 - Зависимость вносимых потерь Li
(штриховые кривые) и переходного затухания L,
(сплошные кривые) от спектрального разделения каналов для полупроводникового
лазера с шириной спектральной линии =2 нм (а) и све-тодиода =40 нм (б).
Примечание.
Цифры на кривых показывают отношение пространственного разделения D/2a, где D — диаметр
ВС, гa—диаметр
сердцевины.
Излучение из передающего ВС коллимируется объективом,
диафрагмирует на решетке и снова попадает в объектив, который в зависимости от
длины волны фокусирует излучение на тот или другой приемный ВС. Вместо
объектива может использоваться фокусирующий (градиентный) стержень или
прозрачная среда с оптическим элементом на поверхности. Дифракционную решетку изготовляют
анизотропным травлением кристаллической подложки по кристаллическим осям сквозь
предварительно нанесенную маску. Решетка имеет несимметричные канавки.
Параметры решетки (постоянная решетка =4 мкм, угол в = 6,2°) выбраны так,
чтобы ее максимальная дифракционная эффективность достигалась на центральной
длине волны =0,86 мкм рабочего диапазона 0,82...0,88 мкм. Спектральный
интервал между каналами равен 25 нм. Во всем диапазоне дифракционная
эффективность составляет величину, не превышающую 90%, вносимые потери в
каналах не превышают 1,4 дБ, переходное затухание —30 дБ.
Большое внимание уделяется разработке малогабаритных
делителей в интегрально-оптическом исполнении, а также различных делителей с
вогнутыми решетками.
Неселективные разветвители подразделяют на два
основных типа: Т-образные, построенные по принципу ответвления оконечных
устройств от главного ствола линии, и звездообразные.
Рисунок
3.2.1 - Устройство пятиканального демультиплексора: 1—входной ВС; 2—выходные
ВС; 3 — объектив; 4—дифракционная решетка
Деление мощности с помощью Т-образного разветвителя
характеризуют следующими величинами затухания:
в прямом направлении a 1= - 10lg (P1/P2), P4=0;
вносимым a 2= - 10 lg (P2+P3) , P4=0;
при ответвлении а 3 = - 10 Ig (P1/Р3);
в обратном
направлении а 5= - 10 lg
(P4/P1) .
В звездообразном ответвителе к каждому из входных ВС
подведена мощность Pе, (i=l, 2, ..., п),
которая передается выходным ВС. Пусть P а, (j=1, 2, ..., т) — мощность, поступающая в j-и
выходной ВС. При равномерном распределении входной мощности между выходными ВС
ответвитель характеризуют следующие величины:
вносимые потери a.i,i= - 10 Ig
Pe / (Pa1+Pa2+...+Pam);
ослабление в обратном направлении a r,l= - 10
lg Pei=l / Pei, где
l = 1 , 2, ..., п.
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
3.2.4 - 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.
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.
Похожие работы на - Оптические разветвители и их устройства Реферат. Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Дипломная работа по теме Почвенный покров колхоза 'Красный Черемшан' Мелекесского района Ульяновской области, его агроэкологическая характеристика и мероприятия по рациональному использованию
Готовые Ответы По Математике Контрольная Работа
Контрольная работа по теме Политические права и свободы человека и гражданина в Российской Федерации
Реферат: Развитие исследований по микробиологической
Шпаргалка: Ответы по философии 4
Эссе На Тему Сложность Моральной Оценки Кратко
Диссертация Ивановой По Селекции Белого Клевера
Курсовая работа по теме Разработка конкурентной стратегии летнего кафе 'Причал'
Доклад: Как вырастить саженцы деревьев в комнатных условиях
Методичка На Тему Политэкономия
Реферат: Проблемы врожденного и приобретенного в поведении человека
Курсовая Работа Реабилитация Пациентов При Остеохондрозе
Реферат: Эмпирические исследования эмоционально-потребностной сферы подростков
Эссе Менің Мамандығым Заңгер
Курсовая работа: Финансовая отчетность организации
Дипломная работа по теме Гендерні відмінності в психології моди
Реферат На Тему Фундаментальные Физические Взаимодействия
Реферат: Правовое положение рабов. Колоны. Скачать бесплатно и без регистрации
Как Оформлять Реферат Поля
План Сочинения По Картине Масленица
Курсовая работа: АХД предприятия Братсктехносервис
Сочинение: Методы исследования литературы
Реферат: Финансовые коэффициенты и финансовые пропорции, используемые в отчетности