Tipos de optoacopladores
Acopladores ópticos são dispositivos passivos que dividem, combinam e distribuemópticosinais. Eles são componentes ópticos indispensáveis na multiplexação por divisão de comprimento de onda, redes locais de fibra óptica, redes de televisão a cabo de fibra óptica e certos instrumentos de medição. Várias estruturas típicas de acopladores de fibra óptica são mostradas na figura.
Princípio de funcionamento
Um optoacoplador de 4 portas é o tipo mais simples de dispositivo. A estrutura e o princípio de um optoacoplador de 4 portas são mostrados na figura.
Parâmetros de desempenho
(1) Perda de inserção
A perda de inserção refere-se à relação entre a potência óptica em uma porta específica na extremidade de entrada e a potência óptica em outra porta na extremidade de saída após a luz passar pelo dispositivo. A perda de inserção da porta de entrada para a porta de saída é expressa como
L_i=10 registro (P_out / P_in) (3-31)
(2) Perda Adicional
A perda adicional L_a é definida como a razão entre a potência total de entrada e a potência total de saída. Conforme mostrado na Equação 3-32 para um acoplador óptico de 4 portas,
L_a=10 registro (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Razão de divisão
A taxa de divisão é uma porcentagem que indica a proporção entre a saída de potência óptica de uma porta e a saída de potência óptica total de todas as portas. Reflete a proporção da distribuição de energia nas portas de saída. Para um acoplador óptico de 4 portas, pode ser expresso como
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Isolamento
Isolamento refere-se à capacidade de bloquear ou atenuar o caminho óptico entre portas não{0}conectadas. Indica que a potência na porta de saída desejada é muito maior do que nas portas de saída indesejadas. Para um acoplador óptico de 4 portas, sua expressão matemática é
L_g=-10 registro (P_2 / P_in) (3-34)
O diagrama da estrutura física do acoplador óptico de três{0}}portas é mostrado na figura.
Isoladores Ópticos e Circuladores Ópticos
Isolador Óptico
A função de um isolador óptico é garantir que as ondas de luz possam se propagar somente na direção direta, evitando que a luz refletida causada por vários fatores na linha de transmissão entre novamente-no laser e afete a estabilidade operacional do laser.
Os isoladores ópticos são usados principalmente após lasers ou amplificadores ópticos. Lasers e amplificadores ópticos são muito sensíveis à luz refletida em conectores, emendas e filtros. Esta luz refletida pode degradar o seu desempenho; por exemplo, a largura espectral de um laser pode ser ampliada ou estreitada pela luz refletida, às vezes em várias ordens de grandeza. Portanto, um isolador óptico deve ser colocado próximo à saída de tais dispositivos ópticos para evitar os efeitos da luz refletida.
Os principais indicadores de desempenho de um isolador óptico incluem comprimento de onda operacional, perda de inserção típica (valor de referência: 0,4 dB), perda de inserção máxima (valor de referência: 0,6 dB), isolamento de pico típico, isolamento mínimo (valor de referência: 40 dB) e perda de retorno (ou seja, perda de reflexão, valor de referência: entrada/saída 60/60 dB), etc.
Circulador óptico
Os circuladores ópticos e os isoladores ópticos operam essencialmente com o mesmo princípio, exceto que os isoladores ópticos são geralmente dispositivos de duas-portas, enquanto os circuladores ópticos são dispositivos de múltiplas-portas. Os circuladores ópticos são componentes importantes na comunicação bidirecional, pois podem separar a luz transmitida para frente e para trás e são usados na comunicação bidirecional de fibra única. Um diagrama esquemático de um circulador óptico é mostrado à esquerda, e um diagrama esquemático de um circulador óptico usado na comunicação bidirecional de fibra única-é mostrado à direita.
Conversor de comprimento de onda
Um conversor de comprimento de onda é um dispositivo que converte um sinal de um comprimento de onda para outro. Os conversores de comprimento de onda podem ser classificados em conversores de comprimento de onda optoeletrônicos e todos-conversores de comprimento de onda ópticos com base em seu mecanismo de conversão de comprimento de onda.
O conversor optoeletrônico de comprimento de onda é mostrado na figura. Devido às limitações de velocidade impostas pelos dispositivos eletrônicos, ele não é adequado para sistemas de comunicação de fibra óptica de alta-velocidade e{2}}capacidade.
O conversor-de comprimento de onda totalmente óptico é mostrado na Figura 3-38. Sua tecnologia de conversão de comprimento de onda consiste principalmente em um amplificador óptico semicondutor (SOA).
Um sinal de luz com comprimento de onda λ₁ e um sinal de luz contínuo com comprimento de onda λ₂ são alimentados simultaneamente em um amplificador óptico semicondutor (SOA). O SOA apresenta características de saturação de ganho em relação à potência óptica de entrada. Como resultado, a informação transportada pelo sinal de luz de entrada é transferida para λ₂ e, ao extrair o sinal de luz λ₂ através de um filtro, toda-conversão de comprimento de onda óptico de λ₁ para λ₂ pode ser alcançada.
