Introduzione agli accoppiatori in fibra ottica
Un accoppiatore in fibra ottica è un dispositivo utilizzato in sistemi a fibra ottica con una o più fibre di ingresso e singole o più fibre di uscita, che è diverso dai dispositivi WDM. Il multiplexer e il demultiplexer WDM suddividono la diversa luce della lunghezza d'onda in diversi canali, mentre i raccordi in fibra ottica dividono la potenza della luce e la inviano a canali diversi.
Larghezza di banda
La maggior parte dei tipi di accoppiatori funziona solo in un intervallo limitato di lunghezze d'onda (una larghezza di banda limitata), poiché la forza di accoppiamento dipende dalla lunghezza d'onda (e spesso dipende anche dalla polarizzazione). Questa è una proprietà tipica di quegli accoppiatori in cui l'accoppiamento avviene su una certa lunghezza. Le larghezze di banda tipiche degli accoppiatori fusi sono poche decine di nanometri. Nei laser e amplificatori a fibra ad alta potenza, gli accoppiatori multimodali vengono spesso utilizzati per combinare la radiazione di diversi diodi laser e inviarli nel rivestimento interno della fibra attiva.
Struttura
Un accoppiatore di fibre ottiche di base ha porte di ingresso N e porte di uscita M. Normalmente N e M vanno da 1 a 64. M è il numero di porte di ingresso (una o più). N è il numero di porte di uscita ed è sempre uguale o maggiore di M. Il numero di porte di ingresso e di uscita varia a seconda dell'applicazione prevista per l'accoppiatore.
La luce proveniente da una fibra di ingresso può apparire in una o più uscite, con la distribuzione di potenza potenzialmente dipendente dalla lunghezza d'onda e dalla polarizzazione. Tali accoppiatori possono essere fabbricati in diversi modi:
Alcuni accoppiatori usano fibre lucidate lateralmente, fornendo accesso al nucleo della fibra;
Gli accoppiatori possono anche essere realizzati da ottiche sfuse, ad esempio sotto forma di microlenti e divisori di fascio, che possono essere accoppiati a fibre ("fibre con coda di maiale").
tipi
Accoppiatori in fibra ottica possono essere dispositivi passivi o attivi. Accoppiatori di fibre ottiche passive sono componenti in fibra ottica semplici che vengono utilizzati per reindirizzare le onde luminose. Gli accoppiatori passivi utilizzano sia micro-lenti, barre con gradi di rifrazione graduale (GRIN) e divisori di fascio, miscelatori ottici, che uniscono e fondono insieme il nucleo delle fibre ottiche. Accoppiatori ottici attivi richiedono una fonte di alimentazione esterna. Ricevono segnali di input e quindi utilizzano una combinazione di rilevatori a fibra ottica, convertitori ottico-elettrico e sorgenti luminose per trasmettere segnali in fibra ottica.
I tipi di accoppiatori ottici comprendono splitter ottici, combinatori ottici, accoppiatori X, accoppiatori a stella e accoppiatori di alberi. Il dispositivo consente la trasmissione di onde luminose attraverso percorsi multipli.
Gli accoppiatori fusi vengono utilizzati per dividere i segnali ottici tra due fibre o per combinare i segnali ottici di due fibre in un'unica fibra. Sono costruiti fondendo e assottigliando insieme due fibre. Questo metodo fornisce un metodo semplice, robusto e compatto per suddividere e combinare i segnali ottici. Le perdite in eccesso tipiche sono pari a 0,2 dB, mentre i rapporti di divisione sono precisi con una tolleranza di ± 5% alla lunghezza d'onda del progetto. I dispositivi sono bidirezionali e offrono bassa retroriflessione. La tecnica è più adatta per accoppiatori monomodali e multimodali.
Le scelte per l'accoppiatore in fibra ottica includono anche la banda stretta a finestra singola, la banda larga a finestra singola e l'accoppiatore a fibra ottica a banda larga a doppia finestra. L'accoppiatore in fibra ottica a finestra singola ha una lunghezza d'onda di lavoro. L'accoppiatore in fibra ottica a doppia finestra ha due lunghezze d'onda di lavoro. Per fibra in modalità singola, è ottimizzato per 1310 nm e 1550 nm; Per fibra multimodale, è ottimizzato per 850 nm e 1310 nm.
