Što je optocoupler?

Optički spojnici su pasivni uređaji koji dijele, kombiniraju i distribuirajuoptičkisignale. Nezamjenjive su optičke komponente u multipleksiranju s valnim duljinama, lokalnim mrežama s optičkim vlaknima, kabelskim televizijskim mrežama s optičkim vlaknima i određenim mjernim instrumentima. Na slici je prikazano nekoliko tipičnih struktura spojnika optičkih vlakana.

optocoupler

4-portni optocoupler je najjednostavniji tip uređaja. Struktura i princip 4-portnog optokaplera prikazani su na slici.

(1) Insercijski gubitak
Insercijski gubitak odnosi se na omjer optičke snage na određenom priključku na ulaznom kraju i optičke snage na drugom priključku na izlaznom kraju nakon što svjetlost prođe kroz uređaj. Gubitak unosa od ulaznog priključka do izlaznog priključka izražava se kao

L_i=10 log (P_out / P_in) (3-31)

(2) Dodatni gubitak
Dodatni gubitak L_a definiran je kao omjer ukupne ulazne snage i ukupne izlazne snage. Kao što je prikazano u jednadžbi 3-32 za 4-portni optički spojnik,

L_a=10 log (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)

(3) Omjer dijeljenja
Omjer dijeljenja je postotak koji pokazuje omjer izlazne optičke snage iz jednog priključka prema ukupnoj izlaznoj optičkoj snazi iz svih priključaka. Odražava udio distribucije snage na izlaznim priključcima. Za 4-portni optički sprežnik, može se izraziti kao

S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)

(4) Izolacija
Izolacija se odnosi na mogućnost blokiranja ili prigušivanja optičkog puta između nepovezanih priključaka-. Pokazuje da je izlazna snaga na željenom izlaznom priključku mnogo veća od one na neželjenim izlaznim portovima. Za 4-portni optički spojnik, njegov matematički izraz je

L_g=-10 log (P_2 / P_in) (3-34)

Dijagram fizičke strukture tro-optičkog sprežnika prikazan je na slici.

Funkcija optičkog izolatora je osigurati da se svjetlosni valovi mogu širiti samo u smjeru prema naprijed, sprječavajući da reflektirano svjetlo uzrokovano raznim čimbenicima u prijenosnoj liniji ponovno uđe u- laser i utječe na radnu stabilnost lasera.

Optički izolatori se prvenstveno koriste nakon lasera ili optičkih pojačala. Laseri i optička pojačala vrlo su osjetljivi na reflektirano svjetlo od konektora, spojeva i filtara. Ovo reflektirano svjetlo može pogoršati njihovu izvedbu; na primjer, spektralna širina lasera može se proširiti ili suziti reflektiranom svjetlošću, ponekad za nekoliko redova veličine. Stoga bi optički izolator trebao biti postavljen blizu izlaza takvih optičkih uređaja kako bi se spriječili učinci reflektirane svjetlosti.

Glavni pokazatelji učinkovitosti optičkog izolatora uključuju radnu valnu duljinu, tipični uneseni gubitak (referentna vrijednost: 0,4 dB), maksimalni uneseni gubitak (referentna vrijednost: 0,6 dB), tipičnu izolaciju vrha, minimalnu izolaciju (referentna vrijednost: 40 dB) i povratni gubitak (tj. gubitak refleksije, referentna vrijednost: ulaz/izlaz 60/60 dB), itd.

Optički cirkulatori i optički izolatori rade na uglavnom istom principu, osim što su optički izolatori općenito uređaji s dva-priključka, dok su optički izolatori uređaji s više-priključaka. Optički cirkulatori važne su komponente u dvosmjernoj komunikaciji, budući da mogu odvojiti svjetlost koja se prenosi naprijed i nazad, a koriste se u dvosmjernoj komunikaciji s jednim-vlaknom. Shematski dijagram optičkog cirkulatora prikazan je s lijeve strane, a shematski dijagram optičkog cirkulatora koji se koristi u jedno-dvosmjernoj komunikaciji prikazan je s desne strane.

Pretvarač valne duljine je uređaj koji pretvara signal iz jedne valne duljine u drugu. Pretvarači valnih duljina mogu se klasificirati u optoelektroničke pretvarače valnih duljina i sve-optičke pretvarače valnih duljina na temelju njihovog mehanizma pretvorbe valnih duljina.

⑴

Optoelektronički pretvarač valnih duljina prikazan je na slici. Zbog ograničenja brzine koje nameću elektronički uređaji, nije prikladan za komunikacijske sustave s optičkim vlaknima velike-velike-kapaciteta.

⑵

Potpuno-optički pretvarač valne duljine prikazan je na slici 3-38. Njegova tehnologija pretvorbe valne duljine uglavnom se sastoji od poluvodičkog optičkog pojačala (SOA).

Svjetlosni signal valne duljine λ₁ i kontinuirani svjetlosni signal valne duljine λ₂ istovremeno se uvode u poluvodičko optičko pojačalo (SOA). SOA pokazuje karakteristike zasićenja pojačanja s obzirom na ulaznu optičku snagu. Kao rezultat toga, informacija koju nosi ulazni svjetlosni signal prenosi se na λ₂, a izdvajanjem λ₂ svjetlosnog signala kroz filtar može se postići sva-pretvorba optičke valne duljine iz λ₁ u λ₂.