أنواع optocouplers
المقرنات الضوئية هي أجهزة سلبية تقوم بالتقسيم والجمع والتوزيعبصريإشارات. إنها مكونات بصرية لا غنى عنها في تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي، وشبكات المنطقة المحلية من الألياف الضوئية، وشبكات تلفزيون كابل الألياف الضوئية، وبعض أدوات القياس. يظهر الشكل العديد من هياكل قارنات الألياف الضوئية النموذجية.
مبدأ العمل
يعتبر optocoupler ذو 4 منافذ هو أبسط نوع من الأجهزة. يظهر في الشكل هيكل ومبدأ optocoupler ذو 4 منافذ.
معلمات الأداء
(1) فقدان الإدراج
يشير فقدان الإدخال إلى نسبة الطاقة الضوئية في منفذ معين عند طرف الإدخال إلى الطاقة الضوئية في منفذ آخر عند طرف الإخراج بعد مرور الضوء عبر الجهاز. يتم التعبير عن خسارة الإدراج من منفذ الإدخال إلى منفذ الإخراج كـ
L_i=10 سجل (P_out / P_in) (3-31)
(2) خسارة إضافية
يتم تعريف الخسارة الإضافية L_a على أنها نسبة إجمالي طاقة الإدخال إلى إجمالي طاقة الخرج. كما هو موضح في المعادلة 3-32 بالنسبة لمقرنة بصرية ذات 4 منافذ،
L_a=10 سجل (P_in / (P_1 + P_2)) (3-32)
(3) نسبة الانقسام
نسبة الانقسام هي نسبة مئوية تشير إلى نسبة خرج الطاقة الضوئية من منفذ واحد إلى إجمالي خرج الطاقة الضوئية من جميع المنافذ. وهو يعكس نسبة توزيع الطاقة في منافذ الإخراج. بالنسبة لمقرنة بصرية ذات 4 منافذ، يمكن التعبير عنها كـ
S_n = (P_2 / (P_1 + P_2)) × 100% (3-33)
(4) العزلة
يشير العزل إلى القدرة على حظر أو تخفيف المسار البصري بين المنافذ غير المتصلة-. ويشير إلى أن خرج الطاقة عند منفذ الإخراج المطلوب أكبر بكثير من خرج الطاقة عند منافذ الإخراج غير المرغوب فيها. بالنسبة لمقرنة بصرية ذات 4 منافذ، فإن التعبير الرياضي عنها هو
L_g=-10 سجل (P_2 / P_in) (3-34)
يظهر في الشكل مخطط البنية المادية لقارنة التوصيل الضوئية ذات المنافذ الثلاثة-.
العوازل البصرية والدورات الضوئية
عازل بصري
تتمثل وظيفة العازل البصري في التأكد من أن موجات الضوء لا يمكن أن تنتشر إلا في الاتجاه الأمامي، مما يمنع الضوء المنعكس الناجم عن عوامل مختلفة في خط النقل من الدخول مرة أخرى إلى الليزر والتأثير على استقرار تشغيل الليزر.
تستخدم العوازل الضوئية في المقام الأول بعد أجهزة الليزر أو مكبرات الصوت الضوئية. تعد أجهزة الليزر والمضخمات الضوئية حساسة جدًا للضوء المنعكس من الموصلات والوصلات والمرشحات. وهذا الضوء المنعكس يمكن أن يؤدي إلى انخفاض أدائها؛ على سبيل المثال، يمكن توسيع العرض الطيفي لليزر أو تضييقه بواسطة الضوء المنعكس، وأحيانًا بعدة مراتب من حيث الحجم. ولذلك، يجب وضع عازل بصري بالقرب من مخرج هذه الأجهزة البصرية لمنع تأثيرات الضوء المنعكس.
تشتمل مؤشرات الأداء الرئيسية للعازل البصري على طول موجة التشغيل، وخسارة الإدراج النموذجية (القيمة المرجعية: 0.4 ديسيبل)، والحد الأقصى لخسارة الإدراج (القيمة المرجعية: 0.6 ديسيبل)، وعزل الذروة النموذجي، والحد الأدنى من العزل (القيمة المرجعية: 40 ديسيبل)، وخسارة العودة (أي خسارة الانعكاس، والقيمة المرجعية: الإدخال/الإخراج 60/60 ديسيبل)، وما إلى ذلك.
المروج البصري
تعمل أجهزة التدوير الضوئية والعوازل الضوئية بشكل أساسي على نفس المبدأ، فيما عدا أن العوازل الضوئية تكون عمومًا عبارة عن جهازين-منفذين، في حين أن أجهزة التدوير الضوئية عبارة عن أجهزة متعددة-منافذ. تعد أجهزة التدوير الضوئية مكونات مهمة في الاتصال ثنائي الاتجاه، حيث يمكنها فصل الضوء المنقول للأمام والخلف، وتستخدم في الاتصالات أحادية الاتجاه ثنائية الاتجاه من الألياف-. يظهر رسم تخطيطي للدائرة الضوئية على اليسار، ويظهر الرسم التخطيطي للدائرة الضوئية المستخدمة في اتصال أحادي الاتجاه ثنائي الاتجاه من الألياف - على اليمين.
محول الطول الموجي
محول الطول الموجي هو جهاز يحول الإشارة من طول موجي إلى آخر. يمكن تصنيف محولات الطول الموجي إلى محولات الطول الموجي الإلكترونية الضوئية وجميع-محولات الطول الموجي الضوئية استنادًا إلى آلية تحويل الطول الموجي الخاصة بها.
يظهر محول الطول الموجي الإلكتروني البصري في الشكل. نظرًا لقيود السرعة التي تفرضها الأجهزة الإلكترونية، فهي غير مناسبة لأنظمة اتصالات الألياف الضوئية ذات السرعة العالية والسعة- العالية.
يظهر محول الطول الموجي البصري بالكامل- في الشكل 3-38. تتكون تقنية تحويل الطول الموجي بشكل أساسي من مضخم بصري لأشباه الموصلات (SOA).
يتم تغذية الإشارة الضوئية ذات الطول الموجي π₁ والإشارة الضوئية المستمرة ذات الطول الموجي ς₂ في وقت واحد إلى مضخم بصري لأشباه الموصلات (SOA). تعرض SOA خصائص التشبع فيما يتعلق بالطاقة الضوئية المدخلة. ونتيجة لذلك، يتم نقل المعلومات التي تحملها الإشارة الضوئية المدخلة إلى ς₂، ومن خلال استخراج الإشارة الضوئية ς₂ من خلال مرشح، يمكن تحقيق جميع تحويلات الطول الموجي الضوئية - من ς₁ إلى ς₂.
