Відгалужувачі із градієнтною циліндричною лінзою

Циліндрична градієнтна лінза являє собою відрізок градієнтного волокна з параболічним профілем показника заломлення. Проте на відміну від ОВ вона має більший діаметр (близько 1-2 мм) і не має оболонки. Розподіл показника заломлення циліндричної градієнтної лінзи в радіальному від осі напрямку задається параметром , який має назву ступеня фокусації та визначається виразом:

, (3.1.3)

де – показник заломлення на осі.

Хід променів, які розповсюджуються в такій лінзі при осьовому та неосьовому освітленні, показаний на рисунку 3.1.3.

“Синусоїдальна” траєкторія розповсюдження променів має період , який називають кроком, або фокусною відстанню лінзи. Плоскі торці лінзи дозволяють будувати на її основі різноманітні механічно міцні і компактні пристрої, наприклад узгоджуючі поєднувачі для передачі випромінювання від лазерного діода у волокно, розгалужувачі тощо.

3.1.3. Спектрально-селективні розгалужувачі (мультиплексори/демультиплексори)

Спектрально-селективні розгалужувачі (мультиплексори/демультиплек-сори) використовують у системах ВОЛЗ із багатохвилевим ущільненням WDM, DWDM і CWDM, у волоконо-оптичних підсилювачах, у локальних мережах при хвилевій маршрутизації тощо. Такі елементи будують в основному на базі інтерференційних фільтрів та дифракційних решіток. У спектрально-селективних розгалужувачах на базі інтерференційних фільтрів (рис. 3.1.4) здійснюється послідовне розгалужування (об’єднання) каналів. Тому збільшення кількості каналів викликає пропорційне збільшення (фільтрів, лінз) і відповідно втрат випромінювання. Отже, використання таких розгалужувачів має сенс, коли кількість каналів невелика.

а б

Рис. 3.1.4. Спектрально-селективні розгалужувачі:

а – конструкція з трьох шматків волокон; б – конструкція із градієнтними лінзами;

1 – інтерференційний світлоподілювач; 2 – інтерференційні фільтри

У конструкції з трьох шматків волокна для фіксації їх положення на підложці зроблені V-подібні канавки. Робочі площини відрізків ОВ мають багатошарові інтерференційні покриття, які являють собою шари та , що чергуються. Інтерференційний фільтр на скошеному торці вхідного волокна дозволяє розділити випромінювання двох довжин хвиль за напрямками. Фільтри на торцях вихідних каналів являють собою фільтри нижніх та високих частот. Ці фільтри трохи збільшують загальні втрати потужності (на ~ 0.1 дБ), проте істотно знижають рівень переходних завад (до – 40 дБ і нижче при розділенні = 0.85 мкм і = 1.3 мкм).

На рисунку 3.1.5 наведений розгалужувач на основі дифракційної решітці.

До циліндричної лінзи з одного боку через призму вставку приклеєна дифракційна решітка, яка розділяє загальний потік вхідного каналу на декілька каналів відповідно до дифракційних порядків.

Рис. 3.1.6 Рис. 3.1.7

На рисунку 3.1.6 наведена схема волоконно-оптичного блока (ВОБ), якій використовується для об’єднання пристроїв в локальних мережах зв’язку. Основу блока складають 6 -розгалужовачів, які об’єднують 3 входи (A,E,C) та 3 виходи (B,F,D). Стрілками показані напрямки розповсюдження світла в оптичних волокнах.

На рисунку 3.1.7 наведена схема включення блоку в локальну мережу.

Типові характеристики багатоканальних мультиплексорів різних виробників подані в таблицях 5 і 6.

Таблиця 5 Таблиця 6