Подключение

Центральным моментом в подключении источника к оптической системе является обеспечение максимально возможного уровня мощности, передаваемой от источника к оптическому волокну. Оптические характеристики источника и волокна должны быть при этом согласованы. В этом разделе рассмотриваются различные методы такого рода согласования.

В СИД, излучающем через боковую поверхность, размер излучающей поверхности достаточно велик. При этом лишь малая часть излучения передается волокну. Кроме того, угловая диаграмма данного излучения достаточно широка, и пучок света быстро расширяется с увеличением расстояния от излучающей поверхности. В связи с этим важно, что выходная мощность полупроводникового кристалла и мощность, передаваемая оптическому волокну, могут существенно различаться.

Модернизация структуры полупроводникового кристалла (использование диодов, излучающих через узкую боковую грань, или лазеров) приводит к улучшению выходной картины излучения, и крайне важным является хороший контакт источника с оптическим волокном. На рис. 8.10 представлено несколько методов улучшения выходной мощности излучения.

Используются источники с микролинзами, приклеенными с помощью эпоксидного клея непосредственно к кристаллу. Линза фокусирует свет в практически однородное пятно на выходе источника. Обычно размер этого пятна превосходит размер волокна. Волокно может помещаться в любом месте светового пятна, принимая при этом одну и ту же оптическую мощность.

Линза может также размещаться на некотором расстоянии от поверхности кристалла и фокусировать свет. Линза на рис. 8.11 является компонентом

71;;;Креплен е линзы

Окно г- еолокно

Муфта соеднтгеля

Головка ТО-46

Металлическая часть соединителя

Рис. 8.11. СИД с микролинзой и соединитель (рисунок предостаален Hewlett-Packard)

приемной части источника и служит для подключения соединителя. При этом линза фокусирует свет непосредственно в волокно, закрепленное в корпусе соединителя.

Параболическая форма приемной части источника и линза позволяют коллимировать пучок света, сужая размер излучающего пятна и угловую диаграмму излучения. При коллимации световые лучи становятся однонаправленными и перестают расходиться.

В устройствах, называемых пигтейлами (pigtail), используется короткий отрезок оптического волокна, В светодиоде Барра волокно клеевым способом закрепляется непосредственно на полированной поверхности кристалла. Преимущество данного способа заключается в максимальном приближении волокна к поверхности активной среды кристалла. В других устройствах устанавливают пигтейл в непосредственной близости от поверхности кристалла. Пигтейлы имеют два преимущества. Во-первых, закрепление пигтейла вблизи кристалла позволяет вводить свет в волокно до того, как пучок света успеет расшириться. Чем дальше от кристалла расположено волокно, тем больше успевает расшириться пучок света и тем меньшая его доля попадает в волокно. Во-вторых, выходная мощность источника с подключенным пиг-тейлом определяется значением мощности на выходе из пигтейла. Это облегчает проектирование оптической системы в целом, поскольку излучение, выходящее из пигтейла, достаточно легко специфицируется.

Значимость подключения источника косвенно подтверждается широким спектром различных выходных разъемов, предлагаемых производителями. Как правило, один и тот же СИД предлагается с тремя различными модификациями выходного разъема. Специфицированные выходные мощности для каждого из вариантов подключения источника следующие:

Без пигтейла 300 мкВт

Подключение пигтейла с волокном 100/140 250 мкВт

Подключение пигтейла с волокном 50/125 50 мкВт

Разница в двух последних случаях объясняется малым размером волокна 50/125 и невозможностью устранения потерь при вводе света в волокно с малой апертурой и размером.

Источники очень часто укомплектовываются выходными разъемами в виде приемных частей для разного типа оптических соединителей. На рис. 8.12 представлено несколько видов такого рода приемных устройств. Комплект приемных устройств открывает перед пользователем более широкие возможности использования источника. Во-первых, производитель может специфицировать характеристики волокна для каждого из приемных устройств, что избавляет от необходимости оценивать потери соединения волокно - источник. Во-вторых, это упрощает процесс изготовления, поскольку позволяет легко установить любую приемную часть на корпусе источника. К каждому виду распространенных оптргаеских соединителей могут быть подобраны соответствующие приемные части.

Примеры источников

в таблице 8.2 представлены типичные характеристики СИД и лазеров.

Рис. 8.12. Разъемы для источников (рисунок предоставлен AMP Incorporated)

Заключение

Источник света в оптических системах представляет собой электронно-оптический преобразователь, в котором излучение света инициируется )шравляющим током.

В СИД свет излучается спонтанно; в лазерах используется вынужденная генерация света, носящая пороговый характер.

5 Зак. 684