Оптические разветвители

№1

1)

Аналоговый сигнал, генерируемый оконечным оборудованием данных (ООД), например, телефоном, терминалом, видеокамерой и т.д., приходит на узел коммутации, где аналого-цифровой преобразователь (кодер) оцифровывает его в битовый поток. Битовый поток используется для модуляции оптического передатчика, который передает серию оптических импульсов в оптическое волокно. На приемной стороне импульсы света преобразуются обратно в электрический сигнал при помощи оптического приемника. Декодерная часть коммуникационной системы преобразует бинарный электрический поток обратно в аналоговый сигнал ООД. Обычно кодеры и декодеры, а так же оптические приемники и передатчики совмещаются в одном устройстве, так что образуется двунаправленный канал связи.

Cтр. 214.

№3

1) В основе действия электрооптических переключателей лежит Линейный электрооптический эффект Поккельса, при котором под действием Приложенного к кристаллу электрического поля происходит изменение коэффициента преломления света. Наилучшими электрооптическими характеристиками, реализуемыми в промышленности, обладают кристаллы ниобата лития LiNbO3[2] ититанита–цирконатасвинца-лантана (Pb, La)(Zr, Ti)O3(PLZT)[3]. В качестве примера электрооптического переключателя наРис. 1 схематически Изображен волноводный переключатель наоснове кристалла LiNbO3 [5].Активный Элемент включает в себя два канальных волновода, которые в области связи Расположены друг от друга на расстоянии нескольких длин волноптического сигнала, а также управляющие этой связью электроды.

Рис. 1. Активный элемент волноводного электрооптическогопереключателяна Основе кристалла LiNbO3, где 1 – монокристаллический LiNbO3, 2 – электроды, 3 и

4 – волноводные каналы

Оптомеханические переключатели

Наиболее простые и недорогостоящие из этих технологий – это оптомеханическое переключение, использующее движущиеся части такие как соленоиды или шаговые двигатели для перемещения или вращения зеркал или волокон (рис. 7.5), которые перенаправляют свет из одного порта в другой. Такие переключатели работают в широком диапазоне длин волн с типичными временами переключения в диапазоне от 10 да 25 мс

№4

2) Тонкопленочный фильтр состоит из нескольких слоев прозрачного диэлектрического материала с различными показателями преломления, нанесенных последовательно друг за другом на оптическую подложку. На каждой границе раздела между слоями из-за различия их показателей преломления часть падающего светового пучка отражается обратно. Этот отраженный свет усиливает или подавляет падающий (отраженная волна интерферирует с падающей) в зависимости от длины волны. Надлежащим образом подобрав показатель преломления и толщину каждого слоя, можно получить фильтр, который будет пропускать любой заданный диапазон длин волн и отражать все остальные (рис. 2.12).

В мультиплексорах и демультиплексорах используются обычно одноступенчатые тонкопленочные фильтры, каждый из которых выделяет из составного сигнала (или добавляет в него) один канал. Фильтры расположены под наклоном к оптической оси, чтобы отраженный свет не попадал обратно в систему. Наклонное расположение фильтров изменяет эффективную толщину слоев и меняет таким образом полосу пропускания, что необходимо учитывать при проектировании фильтров. Для обработки многоволновых сигналов используют многоступенчатые системы фильтров, в которых свет, отраженный от каждого фильтра, попадает на вход следующего фильтра, что придает исключительную важность вопросу их выравнивания (рис. 2.13).

Тонкопленочные фильтры имеют достаточно узкую полосу пропускания и используются в системах WDM с 16-ю или 32-мя каналами. В современных системах с более плотным расположением каналов используют другие технологии.

№6

1) Системы ВОЛС с многоволновым уплотнением — WDM, DWDM и CWDM были бы невозможны без устройств объединения пространственно разделенных оптических информационных потоков с Х\, XI...Х_п в один поток с общим направлением (на передаче) и устройств, выполняющих обратную операцию (на приеме). Эта задача решается с помощью мультиплексоров/демультиплексоров. Кроме систем ВОЛС с DWDM, мультиплексоры применяются в волоконно-оптических усилителях, в локальных сетях при волновой маршрутизации и в некоторых других случаях.

В высокоскоростных системах ВОЛС с DWDM применяются оптические мультиплексоры, основанные на использовании дифракционных фазовых решеток. Принцип работы, устройство и характеристики таких мультиплексоров описаны в работе [136]. В качестве дифракционной фазовой решетки в таком мультиплексоре (МП) применена ее разновидность — эшелон Майкельсона [83]. Классический эшелон Майкельсона представляет собой сложенные одна на другую строго параллельные пластины разной длины L, но разность AL должна быть постоянной. Сложенные пластины образуют единую прозрачную призму, одна грань которой плоская, противоположная — ступенчатая с одинаковыми ступеньками. Пройдя через всю призму, лучи на указанных ступеньках дифрагируют. Угол дифракции зависит от длины волны (при постоянных размерах ступенек)

№7

Вопрос 1

1. требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в свет и свет в электрические сигналы. Необходимы также оптические коннекторы (соединители) с малыми оптическими потерями и большим ресурсом на подключение-отключение. Точность изготовления таких элементов линии связи должна соответствовать длине волны излучения, то есть погрешности должны быть порядка доли микрона.
2. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное технологическое оборудование.
3. При аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями

вопрос 2

Как это происходит? По технологии DWDM световой поток, состоит из различных длин волн (λ).

То есть по одному волокну можно передавать более сотни стандартных каналов. Принципиальная схема DWDM достаточно проста. Для того чтобы организовать в одном волокне несколько оптических каналов сигналы SDH им меняют оптическую длину волны для каждого такого сигнала. Сигналы смешиваются при помощи мультиплексора и передаются в оптическую линию. В конечном пункте происходит обратная операция - сигналы SDH выделяются из группового сигнала и передаются потребителю.

По мере прохождения по оптическому волокну сигнал постепенно затухает. Для того чтобы его усилить, используются оптические усилители. Это позволяет передавать данные на расстояния до 4000 км без перевода оптического сигнала в электрический (для сравнения, в SDH это расстояние не превышает 200 км).

Преимущества DWDM. Эта технология позволяет получить наиболее масштабный и рентабельный способ расширения полосы пропускания волоконно-оптических каналов в сотни раз. Пропускную способность оптических линий на основе систем DWDM можно наращивать, постепенно добавляя по мере развития сети в уже существующее оборудование новые оптические каналы.

№8

1) Межмодовая дисперсия возникает вследствие различной скорости распространения у мод, и имеет место только в многомодовом волокне (рис. 2.3 а, б). Для ступенчатого многомодового волокна и градиентного многомодового волокна с параболическим профилем показателя преломления (2-9) ее можно вычислить соответственно по формулам:

(2-14) / (2-15),

где L_c - длина межмодовой связи (для ступенчатого волокна порядка 5 км, для градиентного - порядка 10 км).

При расчете полосы пропускания W можно пользоваться формулой W = 0, 44 / t

Измеряется полоса пропускания в МГц*км. Физический смысл W - это максимальная частота модуляции передаваемого сигнала при длине линии 1 км.

Хроматическая дисперсия состоит из материальной и волноводной составляющих и имеет место при распространении как в одномодовом, так и в многомодовом волокне. Однако наиболее отчетливо она проявляется в одномодовом волокне, в виду отсутствия межмодовой дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления волокна от длины волны. В выражение для дисперсии одномодового волокна входит дифференциальная зависимость показателя преломления от длины волны.

(2-18)

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны [1]

(2-19)

где введены коэффициенты M(l) и N(l) - удельные материальная и волноводная дисперсии соответственно, а Dl (нм) - уширение длины волны вследствие некогерентности источника излучения.

При распространении импульсов света по волокну наблюдается их расплывание, или явление дисперсии. Чем меньше значение дисперсии, тем больший поток информации можно передать по волокну.

2) Они включают в себя оптические соединители, розетки, шнуры, распределительные панели, кроссовые шкафы, соединительные муфты, оптические разветвители, аттеньюаторы, системы спектрального уплотнения и т.д. то есть все, что необходимо для обеспечения передачи оптического сигнала по волоконно-оптическому кабелю от передатчика к приемнику.

Оптический соединитель – это устройство, предназначенное для соединения различных компонентов волоконно-оптического линейного тракта в местах ввода и вывода излучения. Такими местами являются: оптические соединения оптоэлектронных модулей (приемников и передатчиков) с волокном кабеля, соединения отрезков оптических кабелей между собой, а также другими компонентами.

Одним из наиболее важных устройств, относящихся к пассивным компонентам ВОЛС, является оптический разветвитель. Оптический разветвитель представляет собой в общем случае многополюсное устройство, в котором излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов, распределяется между его остальными оптическими полюсами. Основные категории оптических разветвителей следующие; древовидный разветвитель; рвездообразный разветвитель; ответвитель.

Устройство волнового (спектрального) уплотнения WDM – WDM-фильтр -выполняет функции мультиплексирования MUX (объединение) или демультиплексирование DEMUX (выделения или фильтрации) оптических сигналов разных длин волн- каналов- в одно волокно из множества волокон или из одного волокна в множество волокон.

Оптический изолятор обеспечивает пропускание света в одном направлении почти без потерь, а в другом направлении (обратном) с большим затуханием.

Аттенюаторы - используются с целью уменьшения мощности входного оптического сигнала.

№9

1) Спектральное уплотнение каналов — технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах.

Технология WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность, причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну. Преимуществом DWDM-систем является возможность передачи высокоскоростного сигнала на сверхдальние расстояния без использования промежуточных пунктов (без регенерации сигнала и промежуточных усилителей)^[3]. Эти преимущества крайне востребованы для передачи данных через малонаселенные земли.

2) Оптический соединитель – это устройство, предназначенное для соединения различных компонентов волоконно-оптического линейного тракта в местах ввода и вывода излучения. Такими местами являются: оптические соединения оптоэлектронных модулей (приемников и передатчиков) с волокном кабеля, соединения отрезков оптических кабелей между собой, а также другими компонентами.

К соединителям предъявляют следующие требования: малые вносимые потери; малое обратное отражение; устойчивость к внешним механическим, климатическим воздействиям; высокая надежность и простота конструкции; незначительное ухудшение характеристик после многочисленных повторных соединений.

№10

1)

Относительная разность показателей преломления Δ: Δ =(n²₁-n²₂)/2n²₁

закона преломления света Снеллиуса: n₁sinΘ ₁ = n₂sinΘ ₂ , где n₁ — показатель преломления среды 1, Θ ₁- угол падения, n₂ — показатель преломления среды 2, Θ ₂ — угол преломления.

критический угол падения: Θ _c=arcsin(n₂/n₁).

Числовая апертура. Важным параметром, характеризующим волокно,
является числовая апертура NA. Она связана с максимальным углом Θ A вводимогов волокно излучения из свободного пространства, при котором свет испытывает полное внутреннее отражение и распространяется по волокну, формулой: NA = sin θ A

Фирмы-изготовители волокна экспериментально измеряют угол 9д и указывают соответствующее значение числовой апертуры для каждого поставляемого типа волокна.

Нормированная частота. Другим важным параметром, характеризующим волокно и распространяющийся по нему свет, является нормированная частота V, которая определяется как V=π ⋅ d⋅ NA/λ

Номенклатура мод. При более строгом рассмотрении процесса распространения света по волокну следует решать волновые уравнения Максвелла. Именно в этой трактовке лучи ассоциируются с волнами, причем различные типы волн — решения уравнений — называются модами.

2) Повторитель сначала преобразует оптический сигнал в электронную форму, усиливает, корректирует, а затем преобразовывает обратно в оптический сигнал. Можно представить повторитель последовательно соединенные приемный и передающий модули. Аналоговый повторитель, в основном выполняет функцию усиления сигнала. При этом вместе с полезным сигналом усиливается полезный шум. Однако при цифровой передаче повторитель наряду с функцией усиления может регенерировать сигнал. Обычно блок регенерации охватывает цепь принятия решения и таймер. Блок регенерации восстанавливает прямоугольную форму импульсов, устраняет шумы, ресинхронизирует передачу так, чтобы выходные импульсы попали в соответствующие тайм-слоты. Повторитель может и не содержать таймера и восстанавливать прямоугольную форму импульсов по определенному порогу, независимо от того, на какой скорости ведется передача. Такие “среднезависимые” повторители применяются в локальных сетях, где имеет место асинхронный режим передачи.

Недостатки – Сложная конструкция; невозможность передачи нескольких сигналов одновременно;

№11

1) Поляризационная модовая дисперсия

Поляризационная модовая дисперсия tpmd (polarization mode dispersion) возникает вследствие различной скорости распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды. Коэффициент удельной дисперсии T нормируется в расчете на 1 км и имеет размерность (пс/км1/2), а tpmd растет с расстоянием по закону tpmd=T·L1/2. Для учета вклада в результирующую дисперсию следует добавить слагаемое t2pmd в правую часть (2-13). Из-за небольшой величины tpmd может проявляться исключительно в одномодовом волокне, причем когда используется передача широкополосного сигнала (полоса пропускания 2, 4 Гбит/c и выше) с очень узкой спектральной полосой излучения 0, 1 нм и меньше. В этом случае хроматическая дисперсия становится сравнимой с поляризационной модовой дисперсией.

В одномодовом волокне в действительности может распространяться не одна мода, а две фундаментальные моды - две перпендикулярные поляризации исходного сигнала. В идеальном волокне, в котором отсутствуют неоднородности по геометрии, две моды распространялись бы с одной и той же скоростью, рис. а. Однако на практике волокна имеют не идеальную геометрию, что приводит к различной скорости распространения двух поляризационных составляющих мод, рис. б.

Избыточный уровень tpmd, проявляясь вместе с чирпированным модулированным сигналом от лазера, а также поляризационной зависимостью потерь, может приводить к временным колебаниям амплитуды аналогового видеосигнала. В результате ухудшается качество изображения, или появляются диагональные полосы на телевизионном экране. При передаче цифрового сигнала высокой полосы (> 2, 4 Гбит/с) из-за наличия tpmd может возрастать битовая скорость появления ошибок.

Главной причиной возникновения поляризационной модовой дисперсии является некруглость (овальность) профиля сердцевины одномодового волокна, возникающая в процессе изготовления или эксплуатации волокна. При изготовлении волокна только строгий контроль позволяет достичь низких значений этого параметра.

Оптические разветвители

Одним из наиболее важных устройств, относящихся к пассивным компонентам ВОЛС, является оптический разветвитель (coupler, другое название splitter). Разветвители широко используются при построении распределенных волоконно-коаксиальных сетей кабельного телевидения, а также в межгосударственных проектах полностью оптических сетей (all-optical networks). В обоих случаях сети без использования разветвителей были бы значительно до­роже.

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 и нечувствительные. В двунаправленном разветвителе каждый полюс может работать или на прием сигнала, или на передачу, или осуществлять прием и передачу одновременно, так что группы приемных и передающих полюсов могут меняться местами в функциональном смысле.

Основные категории оптических разветвителей следующие; древовидный разветвитель; рвездообразный разветвитель; ответвитель.

Древовидный разветвитель (tree coupler)

Древовидный разветвитель осуществляет расщепление одного входного оптического сигнала на несколько выходных, или выполняет обратную функцию -объединение нескольких сигналов в один выходной (рис. 3.12 а). Обычно древовидные разветвители распределяют мощность в равной степени между всеми выходными полюсами. Конфигурация полюсов обозначается как n х m, где n — число входных полюсов (для древовидного разветвителя n = 1), а 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. Большинство древовидных разветвителей полностью двунаправленные. Поэтому разветвитель может выполнять функцию объединения сигналов. Передаточные параметры для разных выходных полюсов разветвителя стремятся делать более близкими друг другу.

Звездообразный разветвитель (star coupler)

Звездообразный разветвитель обычно имеет одинаковое число входных и выходных полюсов. Оптический сигнал приходит на один из п входных полюсов и в равной степени распределяется между п выходными полюсами. Большее распространение получили звездообразные разветвители 2х2 и 4х4. Во избежании путаницы по входным и выходным полюсам, принято обозначать входные полюса латинскими буквами, а выходные полюса — цифрами, рис. 3.12 б. Звездообразные разветвители распределяют мощность в равной степени между всеми выходными полюсами.

Ответвитель (tap)

Ответвитель — это обобщение древовидного разветвителя, когда выходная мощность распределяется необязательно в равной пропорции между выходными полюсами, рис.3.12 в. Конфигурации ответвителей бывают 1х2, 1х3, 1х4, 1х5, 1х6, 1х8, 1х16, 1х32. Некоторая доля (меньше 50%) выходной мощности идет на канал (каналы) ответвления, в то время как большая часть остается в магистральном канале. Выходные полюса нумеруются в порядке убывания мощности.

Рис. 3.12. Типы разветвителей:
а) древовидный разветвитель; б) звездообразный разветвитель; в) Ответвитель

№13

1) Чтобы передать данные через оптические каналы, сигналы должны быть преобразованы из электрического вида в оптический, переданы по линии связи и, затем в приемнике преобразованы обратно в электрический вид. Эти преобразования происходят в приемопередатчиках, которые содержат электронные блоки наряду с оптическими компонентами.

№14

1)Принцип работы

При подаче сильного обратного смещения (близкого к напряжению лавинного пробоя, обычно порядка нескольких сотен вольт для кремниевых приборов), происходит усиление фототока (примерно в 100 раз) за счёт ударной ионизации (лавинного умножения) генерированных светом носителей заряда. Суть процесса в том, что энергия образовавшегося под действием света электрона увеличивается под действием внешнего приложенного поля и может превысить порог ионизации вещества, так что столкновение такого «горячего» электрона с электроном из валентной зоны может привести к возникновению новой электрон-дырочной пары, носители заряда которой также будут ускоряться полем и могут стать причиной образования всё новых и новых носителей заряда.

Зависимость тока (I) и коэффициента умножения (M) от обратного напряжения (U) на ЛФД.

Существует ряд формул для коэффициента лавинного умножения (M), довольно информативной является следующая:

где L — длина области пространственного заряда, а — коэффициент ударной ионизации для электронов (и дырок). Этот коэффициент сильно зависит от приложенного напряжения, температуры и профиля легирования. Отсюда возникает требование хорошей стабилизации питающего напряжения и температуры, либо учёт температуры задающей напряжение схемой.

Ещё одна эмпирическая формула показывает сильную зависимость коэффициента лавинного умножения (M) от приложенного обратного напряжения^[1]:

где — напряжение пробоя. Показатель степени n принимает значения от 2 до 6, в зависимости от характеристик материала и структуры p-n-перехода.

Исходя из того, что в общем случае с возрастанием обратного напряжения растёт и коэффициент усиления, существует ряд технологий, позволяющих повысить напряжение пробоя до более чем 1500 вольт, и получить таким образом усиление более чем в 1000 раз. Следует иметь в виду, что простое повышение напряженности поля без предприятия дополнительных мер может привести к увеличению шумов.

Если требуются очень высокие коэффициенты усиления (10⁵ — 10⁶), возможна эксплуатация некоторых типов ЛФД при напряжениях выше пробойных. В этом случае требуется подавать на фотодиод ограниченные по току быстро спадающие импульсы. Для этого могут использоваться активные и пассивные стабилизаторы тока. Приборы, действующие таким образом работают в режиме Гейгера (Geiger mode). Этот режим применяется для создания однофотонных детекторов (при условии, что шумы достаточно малы)

№17

1). Мультиплексорам DWDM (в отличии от более традиционных WDM) присущи две отличи­тельные черты:

использование только одного окна прозрачности 1550 нм, в пределах области усиления

EDFA (1530-1560 нм); малые расстояние ДА, между мультиплексными каналами (3, 2 / 1, 6 / 0, 8 или 0, 4 нм).

Кроме этого, поскольку мультиплексоры DWDM рассчитаны на работу с большим чис­лом каналов (до 32-х и более), то наряду с устройствами DWDM, в которых мультиплексиру­ются (демультиплексируются) одновременно все каналы, допускаются также новые устройст­ва, не имеющие аналогов в системах WDM и работающие в режиме добавления или вывода одного и более каналов в/из основного мультиплексного потока, представленного ббльши*. числом других каналов.^ Так как выходные порты/полюса демультиплексора закреплены за определенными длинами волн, говорят, что такое устройство осуществляет пассивную маршру­тизацию по длинам волн. Из-за малых расстояний между каналами и необходимости работы с большим числом каналов одновременно, изготовление мультиплексоров DWDM требует зна­чительно большей прецизионности по сравнению с WDM мультиплексорами (использующими обычно окна прозрачности 1310 нм, 1550 нм или дополнительно область длин волн в окрест­ности 1650 нм). Также важно обеспечить высокие характеристики по ближним (коэффициент направленности) и дальним (изоляция) переходным помехам на полюсах DWDM устройства. Все это приводит к более высокой стоимости DWDM устройств по сравнению WDM.

Типовая схема DWDM мультиплексора с зеркальным отражающим элементом показана на рис1. Рассмотрим его работу в режиме демультиплексирования. Приходящий мульти­плексный сигнал попадает на входной порт. Затем этот сигнал проходит через волновод- пластину и распределяется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру AWG (arrayed waveguide grating). По-прежнему сигнал в каждом из волноводов ос­тается мультиплексным, а каждый канал (Х_1}Х₂,...) остается представленным во всех волно­водах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности, и, в итоге, свето­вые потоки вновь собираются в волноводе-пластине, где происходит их фокусировка и ин­терференция - образуются пространственно разнесенные интерференционные максимумы интенсивности, соответствующие разным каналам. Геометрия волновода-пластины, в частно­сти, расположение выходных полюсов, и длины волноводов структуры AWG рассчитываются таким образом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с выходными полюсами. Мультиплексирование происходит обратным путем.

Другой способ построения мультиплексора базируется не на одной, а на паре волново- дов-пластин (рис. 8.1 б). Принцип действия такого устройства аналогичен предыдущему слу­чаю за исключением того, что здесь для фокусировки и интерференции используется допол­нительная пластина.

DWDM мультиплексоры, являясь чисто пассивными устройствами, вносят большое зату­хание в сигнал. Например, потери для устройства (рис. 8.1 а), работающего в режиме де­мультиплексирования составляют 10-12 дБ, при дальних переходных помехах < -20 дБ, и по­луширине спектра сигнал 1 нм, (по материалам Oki Electric Industry [5]). Из-за больших потерь часто возникает необходимость установления оптического усилителя перед и/или после DWDM мультиплексора. на DWDM можно организовать большее число каналов, еще одно преимущество перед CWDM заключается в том, что возможно усиление сигнала при помощи недорогих и эффективных эрбиевых усилителей (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA), тем самым можно организовать протяженные оптические линии с большой пропускной способностью без использования промежуточной электрической регенерации

2).Полупроводниковые лазерные усилители (ППЛУ). Основу ППЛУ составляет актив­ная среда, аналогичная той, которая используется в полупроводниковых лазерах [11, 12]. В ППЛУ отсутствуют зеркальные резонаторы, характерные для полупроводниковых лазеров. Для уменьшения френелевского отражения с обеих сторон активной среды наносится специаль­ное покрытие толщиной Х/4 с согласованным показателем преломления, рис.

Полупроводниковые лазерные усилители не получили столь широкого распространения, как усилители на примесном волокне. Дело в том, что ППЛУ свойственны два существенных недостатка.

Светоизлучающий активный слой имеет поперечный размер несколько микрон, но тол­щину з пределах одного микрона, что много меньше, чем диаметр светонесущей части опти­ческого волокна (~ 9 мкм - для одномодового волокна). Вследствие этого большая часть све­тового потока из входящего волокна не попадает в активную область и теряется, что умень­шает КПД усилителя. Увеличить КПД можно, поставив между входящим волокном и активной средой линзу, но это приводит к усложнению конструкции.Второй недостаток имеет более тонкую природу. Дело в том, что выход (коэффициент усиления) ППЛУ зависит от направления поляризации и может отличаться на 4-8 дБ для двух ортогональных поляризаций. Это нежелательно, так как в стандартном одномодовом волокне поляризация распространяемого светового сигнала не контролируется. Мощность светового потока данной поляризации может флуктуировать вдоль длины. Отсюда вытекает, что коэф­фициент усиления ППЛУ зависит от неконтролируемого фактора. Можно уменьшить эту зави­симость от поляризации путем установки двух лазеров - возможно как параллельное (требу­ется пара разветвителей), так и последовательное их подключение. Но это снова приводит к усложнению конструкции и росту стоимости.

Два приведенных недостатка нивелируются в тех случаях, когда ППЛУ интегрирован с другими оптическими устройствами. И именно так преимущественно используются ППЛУ. Од­на из возможностей - производство совмещенного светоизлучающего лазерного диода, не­посредственно на выходе которого устанавливается ППЛУ.

На рис. 4.14 показана еще одна реализация источника мультиплексного многоволнового излучения, в котором ППЛУ используются в качестве широкополосного усилителя. Несколько узкополосных полупроводниковых лазеров на разных длинах волн генерируют световые сигналы, которые мультиплексируются и размножаются посредством оптического разветвителя. ППЛУ устанавливаются на конечном участке, чтобы усилить ослабленные после разветвления оптические мультиплексные сигналы

№24

1) Режим работы лазера, при котором лазерное излучение содержит как продольные,

так и поперечные типы колебаний, называют многомодовым