Soorten optocouplers
Optische koppelaars zijn passieve apparaten die splitsen, combineren en distribuerenoptischsignalen. Het zijn onmisbare optische componenten bij multiplexing met golflengteverdeling, lokale glasvezelnetwerken, glasvezelkabeltelevisienetwerken en bepaalde meetinstrumenten. In de figuur worden verschillende typische glasvezelkoppelingsstructuren getoond.
Werkingsprincipe
Een optocoupler met 4 poorten is het eenvoudigste type apparaat. De structuur en het principe van een optocoupler met 4 poorten worden weergegeven in de figuur.
Prestatieparameters
(1) Invoegverlies
Insertieverlies verwijst naar de verhouding tussen het optische vermogen bij een specifieke poort aan de ingangskant en het optische vermogen aan een andere poort aan de uitgangskant nadat licht door het apparaat is gegaan. Het invoegverlies van de invoerpoort naar de uitvoerpoort wordt uitgedrukt als
L_i=10 logboek (P_out / P_in) (3-31)
(2) Bijkomend verlies
Bijkomend verlies L_a wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het totale ingangsvermogen en het totale uitgangsvermogen. Zoals weergegeven in vergelijking 3-32 voor een optische koppelaar met 4 poorten,
L_a=10 logboek (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Splitsingsverhouding
De splitsingsverhouding is een percentage dat de verhouding aangeeft tussen het optische uitgangsvermogen van één poort en het totale optische uitgangsvermogen van alle poorten. Het weerspiegelt het aandeel van de stroomverdeling aan de uitgangspoorten. Voor een optische koppelaar met 4 poorten kan dit worden uitgedrukt als
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Isolatie
Isolatie verwijst naar de mogelijkheid om het optische pad tussen niet-verbonden poorten te blokkeren of te verzwakken. Het geeft aan dat de vermogensafgifte bij de gewenste uitgangspoort veel groter is dan die bij de ongewenste uitgangspoorten. Voor een optische koppelaar met 4 poorten is de wiskundige uitdrukking:
L_g=-10 logboek (P_2 / P_in) (3-34)
Het fysieke structuurdiagram van de optische koppelaar met drie-poorten wordt weergegeven in de afbeelding.
Optische isolatoren en optische circulatoren
Optische isolator
De functie van een optische isolator is ervoor te zorgen dat lichtgolven zich alleen in voorwaartse richting kunnen voortplanten, waardoor wordt voorkomen dat gereflecteerd licht, veroorzaakt door verschillende factoren in de transmissielijn, opnieuw -de laser binnendringt en de operationele stabiliteit van de laser beïnvloedt.
Optische isolatoren worden voornamelijk gebruikt na lasers of optische versterkers. Lasers en optische versterkers zijn zeer gevoelig voor gereflecteerd licht van connectoren, splitsingen en filters. Dit gereflecteerde licht kan hun prestaties verslechteren; De spectrale breedte van een laser kan bijvoorbeeld worden verbreed of verkleind door het gereflecteerde licht, soms met verschillende ordes van grootte. Daarom moet een optische isolator dichtbij de uitgang van dergelijke optische apparaten worden geplaatst om de effecten van gereflecteerd licht te voorkomen.
De belangrijkste prestatie-indicatoren van een optische isolator zijn onder meer de bedrijfsgolflengte, typisch invoegverlies (referentiewaarde: 0,4 dB), maximaal invoegverlies (referentiewaarde: 0,6 dB), typische piekisolatie, minimale isolatie (referentiewaarde: 40 dB) en retourverlies (dwz reflectieverlies, referentiewaarde: invoer/uitvoer 60/60 dB), enz.
Optische circulator
Optische circulatoren en optische isolatoren werken in essentie volgens hetzelfde principe, behalve dat optische isolatoren over het algemeen apparaten met twee-poorten zijn, terwijl optische circulatoren apparaten met meerdere- poorten zijn. Optische circulatoren zijn belangrijke componenten in bidirectionele communicatie, omdat ze voorwaarts en achterwaarts doorgelaten licht kunnen scheiden, en worden gebruikt bij bidirectionele communicatie met enkele-vezels. Aan de linkerkant wordt een schematisch diagram weergegeven van een optische circulator, en aan de rechterkant wordt een schematisch diagram weergegeven van een optische circulator die wordt gebruikt bij bidirectionele communicatie met enkele -vezels.
Golflengte-omzetter
Een golflengte-omzetter is een apparaat dat een signaal van de ene golflengte naar de andere omzet. Golflengteconverters kunnen worden geclassificeerd in opto-elektronische golflengteconverters en alle-optische golflengteconverters op basis van hun golflengteconversiemechanisme.
De opto-elektronische golflengteomzetter wordt getoond in de figuur. Vanwege snelheidsbeperkingen die worden opgelegd door elektronische apparaten, is het niet geschikt voor glasvezelcommunicatiesystemen met hoge-snelheid en hoge- capaciteit.
De volledig-optische golflengteomzetter wordt getoond in figuur 3-38. De golflengteconversietechnologie bestaat voornamelijk uit een halfgeleider optische versterker (SOA).
Een lichtsignaal met golflengte λ₁ en een continu lichtsignaal met golflengte λ₂ worden gelijktijdig naar een optische halfgeleiderversterker (SOA) geleid. De SOA vertoont versterkingsverzadigingskarakteristieken met betrekking tot het optische ingangsvermogen. Als gevolg hiervan wordt de informatie die door het ingangslichtsignaal wordt overgedragen naar λ₂ overgedragen, en door het λ₂-lichtsignaal door een filter te extraheren, kan alle -conversie van de optische golflengte van λ₁ naar λ₂ worden bereikt.
