Optički kablovi, spojnice i razdjelnici

Apr 27, 2019

Ostavi poruku

Optički kabl, spojnice i razdelnici


Postoji mnogo različitih tipova optičkih kablova; kao što je prikazano na slici 1, moguće je pakovanje više vlakana u jedan unibod kabl ili u strukturu ribona ili zipcord. Snopovi vlakana čiji su krajevi vezani za vodu, zemlju i polirani mogu formirati fleksibilne svjetlosne cijevi. Naravno, moguće je slagati vlakna na takav način da ne postoji fiksni odnos između lokacije ulaznog vlakna i izlaznog vlakna; osnovna svrha takvih struktura je provođenje svjetla s jedne lokacije na drugu, za osvjetljenje kao primjer; oni se ponekad nazivaju i drugim, za iluminaciju kao primjer; oni se ponekad nazivaju nekoherentnim snopovima, iako oni imaju malo veze sa teorijom optičke koherencije. Zanimljiv slučaj je kada su vlakna pažljivo raspoređena tako da zauzimaju iste relativne položaje na oba kraja snopa; za takve pakete se kaže da su koherentni. Koherentni snop jedno-optičkog vlakna je sposoban da izvede sliku visokog kvaliteta čak i kada je snop napravljen veoma fleksibilno; takva polja vlakana imaju mnogo primena u sistemima daljinskog vida, i koriste se u endoskopima za optičke vlakne za medicinske primene. Nisu svi nizovi vlakana napravljeni fleksibilni; spojeni, kruti snopovi ili mozaici mogu se koristiti za zamjenu stakla niske rezolucije u katodnim cijevima. Mozaici koji se sastoje od nekoliko stotina do miliona pojedinačnih vlakana sa svojim oblogama spojeni zajedno imaju mehanička svojstva veoma homogenog stakla. Još jedna uobičajena primena mozaika je ujednačavanje polja.

1212121

Ako slika formirana sistemom sočiva padne na zakrivljenu površinu, često je poželjno da se preoblikuje u ravan, na primjer da se poklopi sa pločom fotografskog filma. Mozaik može biti grundiran i poliran na jednoj krajnjoj površini kako bi odgovarao konturama slike, a na drugoj površini da odgovara konfiguraciji detektora. Slično tome, list spojenih konusnih vlakana može se koristiti za uvećanje slike ili minijaturiranje slike, u zavisnosti od toga da li svetlost ulazi u manji ili veći kraj vlakana.

Mnogi jednostavni uređaji kao što su optički razdjelnici, spojnice i kombinatori su proizvedeni; najčešće tehnike uključuju tapiranje vlaknima. Mogu se koristiti i druge tehnike izrade, uključujući mikro-optiku i integrirane optičke komponente; međutim, optički uređaji su posebno korisni jer se mogu umetnuti u postojeće mreže kao samo još jedan komad kabla. Jedan od najčešćih uređaja je konusni optički razdjelnik snage, često implementiran u jedno-modemsko vlakno. U ovom procesu, dva staklena vlakna sa uklonjenim zaštitnim omotačima se dovode blizu ruba i paralelno jedan prema drugom, a zatim se fuzioniraju i rastežu uz pomoć plamenika ili sličnog izvora topline. Svjetlost koja je inicijalno uključena u samo jedno vlakno djelomično će biti spojena u susjedno vlakno dok se širi kroz konusni prostor. Svjetlost koja se širi u jednoslojnom vlaknu nije ograničena na jezgru već se proteže u okolni omotač. U slučaju konusa vlakana, pokazalo se da se svetlost koja se širi kroz ulazno jezgro vlakna inicijalno prenosi na interfejs obloge dok ulazi u suženi region, a zatim u modus jezgra-obloge susjednog vlakna. Svjetlo se vraća natrag u jezgrene modove dok izlazi iz suženog reiona. Ovo je poznato kao spojni uređaj za modu obloge. Svetlost koja se prenosi na viši režim strukture jezgre-omotača, lako se otklanja pomoću indeksa prelamanja vlakana, što rezultira viškom slabljenja. Najjednostavniji slučaj spajanja svjetla od oblaganja jednog vlakna u drugi kroz spojeni konus može se opisati u dobroj aproksimaciji skalarnom valnom jednadžbom i teorijom perturbacije prvog reda; ako se svjetlost širi duž osi, tada se izmjena optičke snage, p, daje s

13131313

Gdje se nalazi udaljenost i omotač razmnožavanja, svojstva materijala i udaljenost preklapanja između dva vlakna. Iako je ovo samo aproksimacija i zanemaruje pojmove višeg reda, ona odražava sinusoidnu zavisnost spregnute snage na talasnu dužinu i zavisnost prenosa snage od prečnika obloge i drugih efekata. Konusne spojnice se mogu koristiti za odvajanje talasnih dužina koristeći ovu zavisnost; pravilnim izborom duljine uređaja i omjera konusa, mogu se napraviti dvije valne duljine iz dva različita izlazna porta. Neke aplikacije uključuju filtere za sisteme multipleksiranja talasne dužine (WDM), ili multipleksiranje signala i snopova pumpe u erbijumu dopunjenog pojačala. U nekim slučajevima, kao što je Fiber Splicer, poželjnije je ukloniti zavisnost spojene snage od talasne dužine; akromatski spojnici se mogu proizvesti upotrebom dva vlakna s različitim konstantama širenja. Oni su poznati kao različita vlakna; u većini slučajeva vlakna se razlikuju promjenom promjera obloge ili indeksa obloge. U ovom slučaju, prethodna jednadžba za povezanu snagu mora biti modificirana, a snaga nasuprot udaljenosti nije samo sinusoidna, već postaje mnogo složenija.

Mogući su i drugi pristupi, kao što je sužavanje uređaja tako da se modovi proširuju daleko izvan granica obloge, ili kapsulira vlakna u trećem materijalu sa različitim indeksom prelamanja. Često je poželjno da se treći materijal sa drugačijim reaktivnim indeksom. Često je poželjno da se višestruka vlakna sužavaju zajedno tako da se ulazni signal podijeli između više izlaznih vlakana. Tipično, jedan ulaz se dijeli na izlaze, gdje konfiguracija vlakana u suženom području utječe na distribuciju izlazne snage; mora se voditi računa da se postigne apsolutna distribucija optičke snage među izlaznim vlaknima. Optička snaga spojena od jednog vlakna u drugo može se takođe promeniti savijanjem suženog savijanjem suženog uređaja na njegovoj sredini; u drugi se takođe može promeniti savijanjem suženog uređaja na njegovoj sredini; ovo frustrira prenos snage. Na primjer, pomicanje jednog kraja konusa dužine 1 cm za samo 1 mm može promijeniti spojenu snagu preko. Aplikacije za ovaj efekat uključuju varijabilne optičke prekidače i optičke prekidače.


Pošaljite upit