Uvod: Osnovna komponenta za usmerjanje svetlobe
Pomislite na internet, medicinske preglede ali tovarniške senzorje. Za številnimi naprednimi tehnologijami boste našli svetlobne signale, ki potujejo po dlak{1}}tankih steklenih vlaknih. Toda kako nadzorujete, kam gre ta svetloba? Kako ga razdelite, združite ali razvrstite? Bistveni odgovor je spojka za vlakna.
Optični spojnik je osnovni, nepogrešljiv del optičnih sistemov. Deluje kot pasivna razvodna omarica ali usmerjevalnik prometa za svetlobo. Za razliko od preprostega konektorja, ki povezuje le dve vlakni, spojnik povezuje tri ali več vlaken. Njegova glavna naloga je upravljanje pretoka svetlobe med njimi. En svetlobni signal lahko razdeli na več poti, združi več signalov v enega ali loči različne barve svetlobe. Ne boste našli kompleksnega omrežja ali natančnega instrumenta, ki bi deloval brez njih. Ta vodnik pojasnjuje, kaj so, kako delujejo in kako izbrati pravega
Kaj točno je aSpojka za vlakna?
Spojka za optična vlakna je naprava, ki povezuje več optičnih vlaken na vratih. Omogoča nadzor in prenos optične moči (svetlobnih signalov) med temi vrati. Tukaj je tisto, kar običajno počnejo:
Razcepljena svetloba: Vzemite en vhodni signal in razdelite njegovo moč na dve ali več izhodnih vlaken. Pogost primer je razdelilnik 90/10, ki pošilja večino svetlobe naprej in zajema majhen del za spremljanje.
Združi svetlobo:Združite signale iz dveh ali več vhodnih vlaken v eno samo izhodno vlakno.
Upravljanje valovnih dolžin: Ločite ali združite različne barve (valovne dolžine) svetlobe. To je ključna tehnologija za multipleksiranje valovne dolžine (WDM), ki pošilja ogromne količine podatkov po enem vlaknu.
Nadzor polarizacije:Upravljajte usmerjenost svetlobnega valovanja v specializiranih sistemih, ki to zahtevajo.
Kako dejansko delujejo? Dve glavni metodi.
Spojke za vlakna delujejo na podlagi tega, kako se svetloba obnaša znotraj staljenega stekla. Obstajata dve primarni metodi izdelave:
Staljeni bikonični konus (FBT): To je klasičen, praktičen-pristop. Dve ali več vlaken se segrejeta, raztegneta in zvijeta skupaj na kratkem odseku. V tem zlitem in zoženem območju lahko svetloba iz jedra enega vlakna "uhaja" in interagira z jedrom sosednjega vlakna. Ta interakcija omogoča prenos svetlobe ali "par" iz enega vlakna v drugo. Količina prenosa je odvisna od dolžine staljenega odseka, kako blizu so vlakna in barve svetlobe. Je zanesljiv in stroškovno-učinkovit za enostavnejše modele.
Planarno svetlobno valovno vezje (PLC): To je sodobnejša, visoko{0}}natančna metoda. Zamislite si to kot tiskanje majhnega steklenega vezja na čip. S tehnologijo, podobno izdelavi računalniških čipov, so mikroskopske poti (valovodi) vrezane v plast silicijevega dioksida. Svetloba potuje in se cepi na popolnoma oblikovanih stičiščih znotraj tega čipa. Tehnologija PLC je fantastična za ustvarjanje spojnikov s številnimi izhodi (npr. 1x32), ki delijo svetlobo z izjemno enakomernostjo. To je-primerna izbira za kompleksne aplikacije z več-vrati.
Vrste spojk za vlakna: Izbira pravega orodja
Univerzalni spojnik ne obstaja. Izberete glede na vaše potrebe:
Po številu vrat: 1x2 (en vhod, dva izhoda), 2x2 (dva vhoda, dva izhoda – zelo pogosto), 1xN (en vhod, veliko izhodov), NxN (več vhodov in izhodov).
Po funkciji:
Standardni razdelilniki/kombinatorji:Za osnovno delitev ali združevanje moči.
WDM spojke:(CWDM, DWDM) Za razvrščanje svetlobe po barvi.
Spojniki za vzdrževanje polarizacije (PM):Za sisteme, ki zahtevajo, da stanje polarizacije svetlobe ostane fiksno.
Po vrsti vlaken:
Enojni-način (SM): Uporablja se za-telekomunikacije in podatke na dolge razdalje. To je najpogostejša vrsta.
Večmodni (MM): Uporablja se za krajše povezave, na primer v zgradbah ali podatkovnih centrih.
Ključne številke, ki jih morate poznati: Razumevanje specifikacij
Za pametno izbiro morate razumeti te specifikacije:
Razmerje delitve: Odstotek svetlobe, poslane na vsak izhod (npr. 50/50, 95/5).
Vstavljena izguba (IL):Celotna izguba signala za določeno pot skozi sklopnik. Nižje je bolje (npr. 3,5 dB).
Presežna izguba (EL): Dodatna svetloba, izgubljena v samem spojniku, zunaj predvidene razcepitve. Nižje je bolje.
Usmerjenost/izolacija: How well the coupler prevents light from going backward to the input. Higher numbers (like >55 dB) pomeni boljšo zmogljivost.
Razpon valovne dolžine:Posebne barve svetlobe, s katerimi je spojnik zasnovan.
Enotnost (za PLC):Kako enakomerno je izhodna moč razdeljena med vrata. Odlična enotnost je velika prednost PLC-ja.
FBT proti PLC: Jasna primerjava
|
Funkcija |
Staljeni bikonični konus (FBT) |
Planarno svetlobno valovno vezje (PLC) |
|---|---|---|
|
tehnologija |
Vlakna so zlita in zožena skupaj. |
Valovodi so vgravirani na silicijevem čipu. |
|
Odziv valovne dolžine |
Lahko se spreminja s svetlo barvo. |
Običajno zelo dosledno ("ravno") v svojem pasu. |
|
Enotnost |
Lahko se razlikuje med izhodnimi vrati. |
Odlično, še posebej za spojke z veliko priključki. |
|
Število vrat |
Najboljše za manjše število (1x2, 2x2). |
Odlično za visoka števila (1x8, 1x32, 1x64). |
|
Faktor stroškov |
Pogosto stroškovno-učinkovitejše za enostavne-potrebe majhne količine. |
Stroškovno-učinkovitejši za zapletene razdelitve in velike količine. |
|
Najboljše za |
Enostavne pipe, 2x2 kombinatorji, specifične potrebe po valovnih dolžinah. |
Omrežja FTTH/PON, gosto več{0}}razcepitev vrat, WDM. |
Kako jih izbrati in uporabiti: preprosti nasveti
Če sledite naslednjim točkam, je preprosto narediti vse pravilno:
Spoznajte svojo razcepitev:Natančno se odločite, koliko svetlobe potrebujete na vsaki izhodni poti.
Ujemite vlakna: Nikoli ne mešajte eno-modnih in večmodnih vlaken v spojniku. Izguba bo velika. Izberite SM za telekomunikacije/podatke, MM za kratke povezave.
Pazite na okolje:Upoštevajte temperaturo, vlažnost in fizično zaščito. Izberite ustrezen paket (golo vlakno, modul, montaža v stojalo).
Ravnajte previdno:Izogibajte se ostrim ovinkom innaj bodo priključki vedno čisti. Umazane povezave so glavni vzrok za neuspeh.
Uporabite PM za polarizirano svetlobo: Če vaš sistem uporablja polarizirano svetlobo, morate nujno uporabiti spojnik za vzdrževanje polarizacije (PM).
Kjer so optične spojke pomembne
Te komponente so neopevani junaki v neštetih sistemih:
Telekom in internet: Dostava optičnih vlaken-na--dom (FTTH/PON), združevanje podatkovnih kanalov (WDM) in priključkov za nadzor.
Test in meritev: Uporablja se v opremi, kot je OTDR, za ustvarjanje referenčnih poti in skupno rabo testnih signalov.
Senzorski sistemi: Oblikovanje jedra interferometrov za žiroskope, senzorje napetosti/temperature (FBG) in porazdeljena senzorska omrežja.
Medicinska tehnologija:Omogočanje slikanja v endoskopih in zagotavljanje svetlobe v diagnostičnih orodjih.
Industrijski laserji:Kombinacija žarkov za večjo moč in varno vzorčenje moči za spremljanje.
Raziskovalni laboratoriji: Gradnja eksperimentalnih optičnih nastavitev in kvantnih optičnih sistemov.
Skratka, če vaše delo vključuje usmerjanje svetlobe, boste verjetno potrebovali spojnik za vlakna. Razumevanje teh osnov vam pomaga izbrati popolno komponento, s katero bo vaš sistem zablestel.
