Пристрої введення оптичного випромінювання. Втрати введення, шляхи зменшення цих втрат.

,

де Р_вс – потужність, що введена у світловод, Р_вп – потужність випромінювача.

Втрати введення визначаються як a=10lg(1/h). Ці втрати без спеціальних пристроїв можуть перевищувати 20дБ, наявність пристроїв введення дозволяє зменшити їх до 2…4дБ. Найчастіше для пристроїв введення потужності використовуються оптичні лінзи, які разом з випромінювачем монтуються у корпусі передавального оптичного модуля. Типовий пристрій введення випромінювання зображений на рис.3.5

1 – держак випромінювача; 2 – випромінююча поверхня; 3 – фокусуюча лінза; 4 – ВС; 5 – наконечник ВС; 6 – корпус.

  Якщо діаграма спрямованості випромінювача має осьову симетрію, то втрати при введенні випромінювання визначаються:  дБ,                                              

 S_ВП та S_c – площі випромінювальної частини випромінювача та ВС відповідно, m змінюється від 5 до 20 для ЛД і m=1для СД.

  Втрати при введенні випромінювання від лазерного діода дорівнюють:

 дБ,                                         

 М – довжина випромінюючої полоски лазера, а – радіус серцевини ВС.

  При з’єднанні ВС з випромінювачем, фотодетектором, та за наявності повітряного зазора між світловодами виникає френелєвське відбиття, що зумовлене різницею показників заломлення середовищ. Коефіцієнт передачі з’єднання дорівнює: ,                                            n₁ і n₂ – показники заломлення середовищ.

  Втрати френелєвського відбиття дорівнюють .

З’єднання волоконних світоловодів, вимоги до з’єднувачів. Втрати у з’єднувачах, заходи зменшення цих втрат.

Оптичні з’єднувачі поділяються на роз’ємні та нероз’ємні. Роз’ємні пристрої призначені для швидкого та надійного багатократного з’єднання та роз’єднання різних компонентів волоконно-оптичних ліній.

Конструкція роз’ємного з’єднувача містить три елементи – два штекера (армовані ВС з накидними гайками) та перехідну розетку (рис3.6).

1 – наконечник ВС; 2 – накидна гайка; 3 – втулка; 4 – розетка; 5 – ВС

Рис. 3.6 Роз’ємний з’єднувач

До роз’ємних з’єднувачів (РЗ) ставляться такі вимоги: малі втрати що вносяться, стійкість до зовнішніх впливів, висока надійність, простота конструкції, незначне погіршення характеристик після багаторазових з’єднань.

Головним елементом роз’ємного з’єднувача є наконечник 1, що являє оптичне волокно, армоване надтвердим металом. Торець наконечника має отвір в якому вмонтовується кварцеве віконце, до якого безпосередньо підходить ВС. Зовнішній діаметр наконечника дорівнює 2,5 мм. До точності виготовлення наконечника виставляються жорсткі вимоги, щоб зменшити люфт волокна.

  При з’єднанні ВС виникають додаткові втрати, що поділяються на зовнішні та внутрішні. Зовнішні викликані недовершеністтю конструкції роз’ємного з’єднувача, внаслідок чого виникають порушення взаємного розташування торців ВС (рис3.7)

Рис. 3.7 – Джерела зовнішніх втрат: а) радіальне зміщення ; б) осьове зміщення ; в) френелівські втрати ; г) кутове зміщення.

  Внаслідок радіального зміщення (рис.3.7 а) торці серцевин ВС перекриваються не повністю, частина випромінювання з одного ВС не надходить до другого. Внаслідок осьового зміщення виникає деяке загасання світла у зазорі та френелівські втрати (рис 3.7 в). Френелівські втрати виникають внаслідок відбиття світла від межі розподілу n₁/n₀ та n₀/n₁.При кутовому (рис 3.7г) зміщенні випромінювання з одного ВС не потрапляє у другий ВС.

Зовнішні втрати викликаються також неякісною обробкою торців ВС (пошерхлість та забруднення, неякісний злам торців ВС).

  Внутрішні втрати виникають внаслідок варіації діаметрів серцевин ВС, їх еліптичності, зміщення вісі серцевини відносно вісі оболонки, а також відхилення коефіцієнтів заломлення від номіналів, що викликає різницю між апертурними кутами ОВ, що з’єднуються. Загальні втрати енергії у РЗ не перевищують 1-2 дБ.

Мы поможем в написании ваших работ!