Страница: 6/7
- малые изменения геометрических размеров, а также хорошая центровка сердцевины;
- малые изменения профиля показателя преломления.
Рис. 12. Затухание и дисперсия одномодового стандартного световода.
Для применения в оптических системах передачи информации световоды должны быть выполнены в виде оптических кабелей. Существует большое количество конструкций кабеля.
ИстоЧники света длЯ волоконно-оптиЧеских систем свЯзи
Для оптической передачи информации в диапазоне длин волн от 0,4 до 30 мкм в качестве источников света применяют светодиоды, лазеры во всем диапазоне длин волн.
Для выбора источника света главный критерий - длина волны, на которой получается минимальное затухание. В качестве источников света применяются
|
He-Ne-лазер, CO2- лазер, Nd-ИАГ- лазер |
для передачи в свободном пространстве; |
|
светодиоды, полупроводниковые инжекционные лазеры |
для оптических волноводов. |
Источники света для оптической связи в свободном пространстве.
He-Ne-лазер, l=0,63 мкм - излучение лежит в видимом оптическом диапазоне, что сильно облегчает юстировку линии передачи;
CO2- лазер, l=10,6 мкм - пригоден для более протяженных линий передач, поскольку с помощью этих лазеров достигаются более высокие выходные мощности в непрерывном режиме (10-15 Вт).
Недостатками обоих лазеров являются их низкий КПД, а также их большие размеры.
Nd-ИАГ- лазер, l=1,06 мкм, и его вторая гармоника, l=0,53 мкм - этот лазер используется преимущественно для передачи информации между наземными станциями и спутниками.
Источники света для оптической связи по световодам. Эти источники должны удовлетворять следующим условиям:
- длина волны излучения должна лежать в диапазоне минимального затухания;
- излучающая поверхность должна соответствовать примерно диаметру световода для хорошего согласования источника света и световода без фокусирующих элементов.
Эти требования выполняются с помощью полупроводниковых элементов. Поэтому в качестве источников света служат:
- светодиоды
- полупроводниковые инжекционные лазеры, работающие в непрерывном и импульсном режимах
Из-за малого затухания в световоде на длине волны l-1,3 мкм и l=1,55 мкм разработаны специально для этих длин волн лазеры на двойной гетероструктуре InGaAsP/InP, причем достигается выходная мощность 15 мВт.
Для протяженных линий связи в качестве источников света используются лазеры. Они имеют, правда, также некоторые существенные недостатки по сравнению со светодиодами. К ним относятся:
- более сильная зависимость от температуры частоты излучения;
- более низкий срок службы;
- более высокая стоимость.
МодулЯциЯ
Модуляция - это изменение параметров светового луча в зависимости от управляющего (модулирующего) сигнала, несущего информацию, при этом различают две основные формы модуляции: внешнюю и прямую.
При внешней модуляции поляризованный световой луч проходит вне источника света в модулятор, в котором в такте передаваемого сигнала изменяется амплитуда или фаза излучения. Модулятор работает, в общем, на основе электрооптического эффекта (рис. 13).
Рис.13. Принцип действия электрооптического модулятора:
1 - световой луч; 2 - поляризатор; 3 - электрооптический кристалл; 4 - анализатор; 5 - линейно поляризованный, модулированный свет.
Рис. 14. Схема управления полупроводниковым инжекционным лазером:
1 - цифровой сигнал; 2 - кодирование; 3 - возбудитель; 4 - лазер; 5 - штекерное соединение; 6 - световод; 7 - PIN-фотодиод; 8 - ступень регулирования.
При прямой модуляции излучение модулируется непосредственно за счет возбуждения источника света, т.е. источник света сам излучает модулированный свет (рис. 14). Прямая модуляция может быть реализована только в светодиодах и инжекционных лазерах, что достигается путем модуляции тока накачки.
Реферат опубликован: 5/01/2010