3.3.2 Оптические разветвители

Оптический разветвитель представляет собой в общем случае многополюсное устройство, в котором излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов, распределяется между его остальными оптическими полюсами.

Различают направленные и двунаправленные разветвители, а также разветвители, чувствительные к длине волны (спектрально-селективные) и нечувствительные (неселективные). В двунаправленном разветвителе каждый полюс может работать как на приём сигнала, так и на его передачу. Поэтому в этом случае группы приёмных и передающих полюсов могут меняться местами в функциональном смысле. В направленном разветвителе коэффициенты передачи между оптическими полюсами зависят от направления оптического излучения, а в спектрально-селективном разветвителе - от длины волны.

По своей конструкции разветвители разделяют на две основные группы - биконические, в которых излучение передается через боковую поверхность, и торцевые, в которых излучение передается через торец. В обеих группах излучение может передаваться либо при непосредственном контакте световодов, либо через вспомогательные элементы - зеркала, линзы, смесители. В биконических разветвителях свет может быть извлечен через боковую поверхность при преобразовании направляемой моды в моду излучения или при связи со вторым световодом через исчезающее поле. Аналогично биконическим ответвителям могут быть реализованы ответвители на планарных структурах.

Различают следующие типы разветвителей: древовидный, звездообразный и ответвитель (рис. 3.22).

Рис. 3.22 Типы разветвителей: а) древовидный разветвитель; б) звездообразный разветвитель; в) ответвитель

Древовидный разветвитель осуществляет расщепление одного входного оптического сигнала на несколько выходных, или выполняет обратную функцию - объединение нескольких сигналов в один выходной (рис. 3.22, а). Обычно древовидные разветвители распределяют мощность в равной степени между всеми выходными полюсами. Конфигурация полюсов обозначается как n*m, где п - число входных полюсов (для древовидного разветвителя п = 1), m - число выходных полюсов, когда устройство работает в режиме расщепления. В поставляемых в настоящее время моделях количество выходных портов может находиться в пределах от 2 до 32.

Звездообразный разветвитель обычно имеет одинаковое число входных и выходных полюсов. Оптический сигнал в таком разветвителе приходит на один из п входных полюсов и в равной степени распределяется между п выходными полюсами. Наибольшее распространение получили звездообразные разветвители 2x2 и 4х4. Звездообразные разветвители распределяют мощность в равной степени между всеми выходными полюсами.

Ответвитель - это обобщение древовидного разветвителя, когда выходная мощность распределяется необязательно в равной пропорции между выходными полюсами (рис. 3.22, в). Конфигурации ответвителей бывают 1х2, 1х3, 1х4, 1х5, 1х6, 1х8, 1х16, 1х32. Некоторая доля (меньше 50%) выходной мощности идёт на канал (каналы) ответвителя, в то время как большая часть остаётся в магистральном канале. Выходные полюса нумеруются в порядке убывания мощности.

Рис. 3.23 Схемы волоконно-оптических разветвителей

Оптические изоляторы и вентили пропускают свет в одном направлении с малым затуханием и практически не пропускают свет в обратном направлении.

Изоляторы исключают влияние отражения прямого излучения на частоту и амплитуду сигналов, генерируемых полупроводниковыми лазерами и другими источниками. Одним из способов реализации оптических изоляторов является использование эффекта Фарадея, т.е. вращения плоскости поляризации оптического луча, распространяющегося в оптически активных средах, находящихся под действием магнитного поля.

Оптические атеннюаторы, или ослабители, характеризуются теми же параметрами, что и соединители. Только у соединителей вносимое затухание должно быть минимальным, а у аттенюаторов оно имеет разную величину. Различают фиксированные и регулируемые аттенюаторы.

К пассивным компонентам относятся и другие специальные компоненты ВОЛС, такие как: