Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Волоконно-оптические системы передачи.doc
Скачиваний:
114
Добавлен:
27.10.2018
Размер:
3.02 Mб
Скачать

3.3.4 Классы лазерных устройств для систем оптической связи

Максимальное лазерное излучение зависит от типа используемого лазерного диода. Международный стандарт IEC 825 определяет максимальный уровень лазерного излучения для каждого лазерного класса в соответствии с длиной волны (в классы входят лазерные диоды и оптические усилители). Таблица 3.2 Классы лазерных устройств по международному стандарту IEC 825

Класс лазера

Длина волны излучения, нм

Максимальная мощность лазерного излучения, мВт

1

1300

8.85

1550

10

1300

31

1550

50

к×3А

1300

81

1550

50

1300

500

1550

500

3.4 Согласование источников оптического излучения с физическими средами

3.4.1 Соединение источника с волокном

С учетом различия апертур источника излучения и световода разработан ряд элементов ввода – вывода излучения. Они выполняют функцию оптического согласования угловых апертур активных элементов (светодиодов и лазеров) и световодов. Показатели преломления  полупроводниковых материалов, из которых изготавливаются СИД и ППЛ, имеют размерность около 3,5 (ППЛ  3,5), а стекловолокно – около 1,5. Еще больше проблем с выводом / вводом излучения через воздушный зазор, т.к. показатель преломления воздуха мало отличается от единицы (nв = 1,001). Условие полного внутреннего отражения при распространении света на границе раздела сред полупроводник – воздух имеет вид (3.22) [3]:

,                         (3.22)

 

кр = критический угол вывода (рисунок 3.18)

Рисунок 3.18 Вывод излучения из светодиода

При этом доля излучаемой мощности составит [13]:

  (3.23)

Вместе с тем лучи, достигшие поверхности раздела сред в пределах кр испытывают некоторое отражение на неоднородностях поверхностей (полупроводника и стекловолокна). Коэффициент, учитывающий это рассеяние, вычисляется (3.24) [13] :

                                   (3.24)

Пример расчета эффективности вывода излучения: nПП = 3,6;

кр = 15;

к = 3.85  10 - 2;

m = 0,68.

Эффективность вывода излучения

где Р0 – излученная мощность в активном слое. Эффективность составит

Для повышения эффективности ввода излучения в стекловолокно используются различные линзы, позволяющие сконцентрировать световой луч, что эквивалентно увеличению апертуры. Анализ согласования источника излучения с одномодовым волокном, проведенный методом волновой оптики, показывает [6]:

           (3.25)                        (3.26)

где х – боковое смещение, z – продольное смещение, r1 и r2 - радиусы модовых пятен волокна и лазерного луча на уровне мощности 1/е2. При этом луч света сужен линзовой системой. При жесткой стыковке излучателей и оптических волноводов используют клеевые фотополимеризуемые композиты на основе полиэфиракрилатных компаудов. Эти клеи быстро полимеризуются под действием ультрафиолетового излучения и имеют малую усадку.