25. Parametry sprzęgaczy światłowodowych

(źródło: przygotowanie do laborki)

Funkcjie sprzęgaczy:

Podstawową funkcją sprzęgaczy światłowodowych jest dzielenie i łączenie sygnału optycznego w torach światłowodowych.

Typy sprzęgaczy:

Najbardziej typowymi sprzęgaczami są sprzęgacze typu X (o czterech portach, z których każdy może być zarówno wejściem jak i wyjściem ) i Y (o trzech portach, z których każdy może być zarówno wejściem jak i wyjściem) oraz sprzęgacze 1 x N, N x N oraz N x M.

Najprostszą strukturą sprzęgacza jest sprzęgacz czteroportowy. Sprzęgacz ten składa się z dwóch światłowodów. Moc optyczna P0 wprowadzona do wejścia 1 rozdziela się w stopniu określonym przez współczynnik sprzężenia na wyjścia P2 i P3. W obszarze sprzężenia włókien część mocy ulega rozproszeniu. Na wyjściach P1 i P4 pojawia się moc rozproszenia wstecznego. Odwrotna sytuacja występuje przy wprowadzaniu sygnału optycznego wejściem P2 i P3, wyjściami są wtedy P1 i P4.

Czteroportowy sprzęgacz światłowodowy charakteryzują następujące parametry:

straty: S=-10log(P2+P3)/P0 [dB]

kierunkowość: K=-10log(P4/P0) [dB]

wsp. sprzężenia: Ws=P3/(P2+P3)x100% [%]

Powyższe zależności są słuszne, jeśli zasilany jest port 1. Kiedy przez zasilanie każdego z portów uzyskujemy takie same parametry sprzęgacz nazywamy jednorodnym.

Większość katalogów podaje parametry sprzęgaczy jednorodnych, ewentualnie ich odstępstwa od jednorodności.

Bardziej wszechstronnie parametry sprzęgacza opisują macierze przejścia:

gdzie tij jest częścią optycznej mocy Pij przenoszonej z portu i do portu j, w stosunku do mocy wejściowej Pi.

t_ij=P_ij/P_i

Macierze te pozwalają opisać sprzęgacze symetryczne, tzn. takie w której elementy macierzy są symetryczne względem głównej przekątnej oraz asymetryczne, gdzie ten warunek nie jest spełniony.

Często parametry sprzęgacza przedstawia się przy pomocy logarytmicznej macierzy przejścia, wtedy elementy macierzy są:

a_ij=-10log(t_ij)

gdzie tij są współczynnikami macierzy przejścia.