광커플러 유형
광 커플러는 분할, 결합, 분배하는 수동 소자입니다.광학신호. 이는 파장 분할 다중화, 광섬유 근거리 통신망, 광섬유 케이블 텔레비전 네트워크 및 특정 측정 장비에 없어서는 안될 광학 구성 요소입니다. 몇 가지 일반적인 광섬유 커플러 구조가 그림에 표시되어 있습니다.
작동 원리
4포트 광커플러는 가장 간단한 유형의 장치입니다. 4포트 옵토커플러의 구조와 원리가 그림에 나와 있습니다.
성능 매개변수
(1) 삽입 손실
삽입 손실은 빛이 장치를 통과한 후 입력단의 특정 포트에서의 광전력과 출력단의 다른 포트의 광전력의 비율을 나타냅니다. 입력 포트에서 출력 포트까지의 삽입 손실은 다음과 같이 표현됩니다.
L_i=10 로그(P_out / P_in) (3-31)
(2) 추가손실
추가 손실 L_a는 총 출력 전력에 대한 총 입력 전력의 비율로 정의됩니다. 4포트 광 커플러에 대해 수학식 3-32와 같이,
L_a=10 로그 (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) 분할비율
분할 비율은 모든 포트에서 출력되는 전체 광 전력에 대해 한 포트에서 출력되는 광 전력의 비율을 나타내는 백분율입니다. 이는 출력 포트의 전력 분배 비율을 반영합니다. 4포트 광 커플러의 경우 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) 격리
격리란 연결되지 않은 포트 사이의 광학 경로를 차단하거나 약화시키는 기능을 의미합니다.- 이는 원하는 출력 포트의 전력 출력이 원하지 않는 출력 포트의 전력 출력보다 훨씬 크다는 것을 나타냅니다. 4포트 광 커플러의 경우 수학적 표현은 다음과 같습니다.
L_g=-10 로그 (P_2 / P_in) (3-34)
3-포트 광 커플러의 물리적 구조 다이어그램이 그림에 나와 있습니다.
광 아이솔레이터 및 광순환기
광 아이솔레이터
광 아이솔레이터의 기능은 광파가 순방향으로만 전파될 수 있도록 하여 전송선의 다양한 요인으로 인해 반사된 빛이 레이저에 다시 들어가는 것을 방지하고{0}}레이저의 작동 안정성에 영향을 미치는 것입니다.
광 아이솔레이터는 주로 레이저나 광 증폭기 다음으로 사용됩니다. 레이저와 광 증폭기는 커넥터, 접합부, 필터에서 반사되는 빛에 매우 민감합니다. 이 반사된 빛은 성능을 저하시킬 수 있습니다. 예를 들어, 레이저의 스펙트럼 폭은 반사된 빛에 의해 때로는 몇 배나 넓어지거나 좁아질 수 있습니다. 따라서 반사광의 영향을 방지하기 위해 이러한 광학 장치의 출력 근처에 광학 절연체를 배치해야 합니다.
광 아이솔레이터의 주요 성능 지표로는 작동 파장, 일반 삽입 손실(참고값: 0.4dB), 최대 삽입 손실(참고값: 0.6dB), 일반 피크 격리, 최소 격리(참고값: 40dB), 반사 손실(즉, 반사 손실, 기준값: 입력/출력 60/60dB) 등이 있습니다.
광순환기
광 순환기와 광 아이솔레이터는 기본적으로 동일한 원리로 작동합니다. 단, 광 아이솔레이터는 일반적으로 2-포트 장치이고 광 순환 장치는 다중-포트 장치라는 점이 다릅니다. 광순환기는 전송된 빛을 순방향 및 역방향으로 분리할 수 있고 단일{3}}섬유 양방향 통신에 사용되므로 양방향 통신에서 중요한 구성 요소입니다. 왼쪽은 광순환기의 개략도를 나타내고, 오른쪽은 단섬유 양방향 통신에 사용되는 광순환기의 개략도를 나타낸다.
파장 변환기
파장 변환기는 신호를 한 파장에서 다른 파장으로 변환하는 장치입니다. 파장 변환기는 파장 변환 메커니즘에 따라 광전자 파장 변환기와 전체{1}}광 파장 변환기로 분류될 수 있습니다.
광전자 파장 변환기가 그림에 표시되어 있습니다. 전자 장치에 따른 속도 제한으로 인해 고속-, 고용량-광섬유 통신 시스템에는 적합하지 않습니다.
그림 3-38은 전광{0}}파장 변환기를 보여줍니다. 파장변환 기술은 주로 반도체 광증폭기(SOA)로 구성된다.
파장 λ₁의 광 신호와 파장 λ2의 연속 광 신호가 동시에 반도체 광 증폭기(SOA)에 공급됩니다. SOA는 입력 광전력에 대해 이득 포화 특성을 나타낸다. 결과적으로, 입력된 광신호가 담고 있는 정보는 λ2로 전달되며, 필터를 통해 λ2 광신호를 추출하면 λ₁에서 λ2로의 전-광파장 변환이 가능해진다.