Types d'optocoupleurs
Les coupleurs optiques sont des dispositifs passifs qui divisent, combinent et distribuentoptiquesignaux. Ce sont des composants optiques indispensables dans le multiplexage par répartition en longueur d'onde, les réseaux locaux à fibre optique, les réseaux de télévision par câble à fibre optique et certains instruments de mesure. Plusieurs structures typiques de coupleurs de fibres optiques sont illustrées sur la figure.
Principe de fonctionnement
Un optocoupleur à 4 ports est le type d'appareil le plus simple. La structure et le principe d'un optocoupleur à 4 ports sont illustrés sur la figure.
Paramètres de performances
(1) Perte d'insertion
La perte d'insertion fait référence au rapport entre la puissance optique au niveau d'un port spécifique à l'extrémité d'entrée et la puissance optique au niveau d'un autre port à l'extrémité de sortie après que la lumière traverse le dispositif. La perte d'insertion du port d'entrée au port de sortie est exprimée par
Journal L_i=10 (P_out / P_in) (3-31)
(2) Perte supplémentaire
La perte supplémentaire L_a est définie comme le rapport entre la puissance totale d'entrée et la puissance totale de sortie. Comme le montre l'équation 3-32 pour un coupleur optique à 4 ports,
L_a=10 journal (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) Rapport de partage
Le rapport de division est un pourcentage qui indique le rapport entre la puissance optique de sortie d'un port et la puissance optique totale de tous les ports. Il reflète la proportion de distribution d'énergie au niveau des ports de sortie. Pour un coupleur optique à 4 ports, cela peut être exprimé par
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) Isolement
L'isolation fait référence à la capacité de bloquer ou d'atténuer le chemin optique entre des ports non-connectés. Cela indique que la puissance de sortie au port de sortie souhaité est bien supérieure à celle des ports de sortie indésirables. Pour un coupleur optique à 4 ports, son expression mathématique est
L_g=-10 journal (P_2 / P_in) (3-34)
Le diagramme de structure physique du coupleur optique à trois-ports est présenté dans la figure.
Isolateurs optiques et circulateurs optiques
Isolateur optique
La fonction d'un isolateur optique est de garantir que les ondes lumineuses ne peuvent se propager que vers l'avant, empêchant ainsi la lumière réfléchie causée par divers facteurs dans la ligne de transmission de rentrer-dans le laser et d'affecter la stabilité opérationnelle du laser.
Les isolateurs optiques sont principalement utilisés après les lasers ou les amplificateurs optiques. Les lasers et les amplificateurs optiques sont très sensibles à la lumière réfléchie par les connecteurs, les épissures et les filtres. Cette lumière réfléchie peut dégrader leurs performances ; par exemple, la largeur spectrale d'un laser peut être élargie ou rétrécie par la lumière réfléchie, parfois de plusieurs ordres de grandeur. Par conséquent, un isolateur optique doit être placé à proximité de la sortie de ces dispositifs optiques pour éviter les effets de la lumière réfléchie.
Les principaux indicateurs de performance d'un isolateur optique comprennent la longueur d'onde de fonctionnement, la perte d'insertion typique (valeur de référence : 0,4 dB), la perte d'insertion maximale (valeur de référence : 0,6 dB), l'isolation de crête typique, l'isolation minimale (valeur de référence : 40 dB) et la perte de réflexion (c'est-à-dire la perte de réflexion, valeur de référence : entrée/sortie 60/60 dB), etc.
Circulateur optique
Les circulateurs optiques et les isolateurs optiques fonctionnent essentiellement sur le même principe, sauf que les isolateurs optiques sont généralement des dispositifs à deux-ports, tandis que les circulateurs optiques sont des dispositifs à plusieurs-ports. Les circulateurs optiques sont des composants importants dans la communication bidirectionnelle, car ils peuvent séparer la lumière transmise directe et inverse et sont utilisés dans la communication bidirectionnelle à fibre unique. Un diagramme schématique d'un circulateur optique est présenté à gauche, et un diagramme schématique d'un circulateur optique utilisé dans une communication bidirectionnelle à fibre unique - est présenté à droite.
Convertisseur de longueur d'onde
Un convertisseur de longueur d'onde est un appareil qui convertit un signal d'une longueur d'onde en une autre. Les convertisseurs de longueur d'onde peuvent être classés en convertisseurs de longueur d'onde optoélectroniques et en tous -convertisseurs de longueur d'onde optiques en fonction de leur mécanisme de conversion de longueur d'onde.
Le convertisseur de longueur d'onde optoélectronique est illustré sur la figure. En raison des limitations de vitesse imposées par les appareils électroniques, il n'est pas adapté aux systèmes de communication par fibre optique à haute-vitesse et haute-capacité.
Le convertisseur de longueur d'onde entièrement-optique est illustré à la figure 3-38. Sa technologie de conversion de longueur d'onde consiste principalement en un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA).
Un signal lumineux de longueur d'onde λ₁ et un signal lumineux continu de longueur d'onde λ₂ sont simultanément introduits dans un amplificateur optique à semi-conducteur (SOA). Le SOA présente des caractéristiques de saturation de gain par rapport à la puissance optique d'entrée. En conséquence, les informations portées par le signal lumineux d'entrée sont transférées vers λ₂, et en extrayant le signal lumineux λ₂ à travers un filtre, toute -conversion de longueur d'onde optique de λ₁ en λ₂ peut être réalisée.
