Dispozitive optoelectronice avansate

1
Dispozitive optoelectronice avansate
Integrated Optics Optica integrata CIO
-Circuite Optoelectronice Integrate - OICs
Optoelectronic Integrated Circuits specifice
comunicatiilor optice Dispozitive cu fibre
optice - Fiber Optic Components CIO integrate
împreuna cu diverse componente realizate cu fibre
optice
2
Ghid plan cu stratul de ghidare îngropat
3
Repartitor cu opt iesiri ( repartitor x8 ) cu
divizoare în Y ( cu doua iesiri )
4
X din ghiduri stripe pe substrat plan
5
Etapele de fabricatie ale ghidului optic cu
miez îngropat
Miez Stratul de ghidare a radiatiei, denumit
film de ghidare sau pelicula de
ghidare
6
Alinierea f.o. cu un ghid plan ideea
procedeului
7
Reprezentare schematica a distributiei de putere
optica în amplificatorul cu fibra
8
Controlul automat al nivelului de iesirea unui
amplificator optic cu fibra dopata ( AGC
Electro-optic )
AGC Automatic Gain Control Controlul
Automat al Amplificarii Circuitul AGC nu numai
ca supravegheaza (controleaza) puterea optica
gene-rata, dar o si stabilizeaza (Pout
const. ) reglând continuu puterea de pompaj
9
Diagrama tranzitiilor pentru Erbiu
10
Caracteristica amplificare-frecventa a unui
amplificator cu f.o. dopata cu Er (
caracteristica amplificare lungime de unda )
11
Caracteristica amplificare ? a unui sistem de
transmisie cu mai multe amplificatoare cu fibra
dopata
12
Saturarea caracteristicii de transfer a unui
amplificator cu fibra dopata, în functie de
nivelul puterii optice de iesire
Puterea optica generata la iesirea
amplificatorului este scoasa din cavitate si
conteaza în bilantul energetic ca pierderi (
diminua inversiunea de populatie, adica
saraceste mediul activ de atomi excitati (
pompati, deci inversati), prin urmare
resursele de amplificare scad când Pout creste.

13
Diagrama starilor de energie în amplificatorul Er
-Yb
14
Alte procedee de pompare ( în afara celui
codirectional )
15
Pompaj în învelis cu laser multi-stripe (arie
laser )
16
Pomparea a doua amplificatoare optice cu aceeasi
pompa de energie
17
Amplificator EDFA insensibil la polaritate
18
Pompare la distanta
19
Sistem intrinsec-robust caderea unui
amplificator din lant nu întrerupe transmisia
20
Calea de masurare cu OTDRul într-un lant de
transmisie cu amplificatoare optice
OTDR Optical Time-Domain Reflectometry
Reflectometrie în domeniul timp ( reflectometrie
prin retrodifuzie Rayleigh back scattering)
21
Formula Rhodaminei B material cu care se dopeaza
fibra de plastic pentru a deveni mediu activ (
pentru ai conferi capacitatea de a amplifica,
CÂSTIG )
22
Repartitor activ x 16 cu refacerea nivelului
prin amplificare în ghiduri dopate cu Er
23
Comparatie Laser / SOA
24
Schimbator de frecventa cu SRS - - Stimulated
Raman Scattering
25
Schimbator de frecventa cu FBG Fiber Bragg
Grating
26
Schimbarea lungimii de unda în mai multe trepte
/etaje
27
Amplificator optic Raman în banda de 1320 nm
realizat cu retele In-Fiber
28
Dublor de frecventa (în lungimi de unda divizor
cu 2 ), pentru obtinerea unei radiatii albastre
din infrarosu (850nm )
29
Principiul cuplorului rezonant
30
Omologie Cuplorul rezonant mecanic
31
Perioada / distantele care caracterizeaza
schimbul de puteri în cuplorul rezonant, depind
de lungimea de unda a semnalului transferat
32
Principiul reciprocitatii
33
Tipuri clasice de cuploare
34
Cuplor rezonant cu ghiduri plane
35
Mai multe divizoare / etaje pentru asigurarea
necesarului de iesiri
36
Multiplexarea, respectiv separarea lungimilor de
unda
Lungimea cuplorului determina factorul de
divizare, iar factorul de divizare depinde de ?
daca ? este fixat ( 1310 nm, 1550 nm )
ajustând lungimea de cuplaj putem obtine
functiile din figura (suprapunerea, respectiv
separarea) lungimilor de unda).
37
Divizor în doua cai Y , 1 ? 2 sau x2
38
Cuploare în stea
39
Cuplor prin fuziune 4 x 4
40
Cuplor planar multiport
41
Cuplor multiport
Cuplorul contine o cavitate în care radiatia nu e
ghidata. Propagare neghidata (aici) Free
Space radiation
42
Cuplor de 8x8 cai sintetizat din cuploare de 2x2
cai, de 3dB
43
Divizoare de fascicol cu prisme, cu polarizarea
fascicolelor( divizor-polarizator )
44
Separator de polaritati folosind un material
birefringent
Pentru a avea separare, fascicolul incident
trebuie sa cada pe fata posterioara a cubului la
unghiul Brewster
45
Birefringenta cele doua polaritati sunt
refractate la unghiuri diferite fata de axa
optica a cristalului
46
Functionarea izolatorului
47
Circulator cu patru porti
48
Multiplexarea pe o singura fibra a doua cai cu
propagare în sensuri opuse, utilizand
circulatoare cu trei porti
49
Calea de la portul 1 la portul 2 într-un
circulator
50
Calea de la portul 2 la portul 3 într-un
circulator
51
Bucla cu fibra optica
52
Controler de polaritate cu bucle de
fibra Proiectie longitudinala
Vedere laterala
53
Controlul polarizarii prin compresia fibrei
54
Lentile cu profil gradat de indice
55
Reflector cu retea de difractie
56
Profile tipice ale striatiilor retelele periodice
57
Multiplexor cu retea de difractie Littrow
58
WDM cu o oglinda sferica si retea de difractie
59
Compresor cu retele de difractie si dubla trecere
60
Îngustarea impulsului luminos cu un compresor cu
retele de difractie
61
Retea de difractie Bragg în miezul unei fibre
optice FBG
62
Principiul unei retele FBG
63
Parametrii retelei
64
Reflexie cu selectivitate în banda în cazul unei
retele FBG
65
Retea cu pas variabil
66
Banda reflectata de reteaua cu pas variabil
67
Puterea reflectata în cazul unei retele cu pasul
puternic variabil, cu apodizare
68
Întârzierea introdusa la reflexie de o retea cu
pas variabil
69
Retea cu striuri înclinate
70
Fibra FBG cu defazaj unic
71
Fibra FBG cu multiple defazaje
72
Variatia lungimii de unda cu temperatura
73
Închiderea FBG într-un manson pentru compensare
termica pasiva
74
Înscrierea FBG pe miezul fibrei optice tehnica
interferentiala
75
Înscrierea FBG în miezul fibrei folosind mascarea
76
Aspectul retelei de difractie înscrise în miezul
fibrei optice In-Fiber-Grating proiectie
laterala
77
Router cu ghid optic si retele de difractie
Principiul de functionare
78
Router cu retea periodica
79
Repartitia puterii optice în primul FSC
80
Functionarea FSCului de iesire
81
Router cu retea, cu un singur port de intrare
82
Caracteristica pierderilor de insertie la un
router cu retea de tip Early, cu 8 porti
Fiecare lob corespunde unui canal optic
83
WGR cu placa de intârziere în ?/4 pentru
insensibilitate la polaritate
84
Caracteristicile de transfer în domeniul
lungimilor de unda pentru un FTB ideal si
respectiv un FOB ideal
85
Caracteristicile de transmisie ale filtrelor
acusto-optic si electro-optic (stânga) si
respectiv a unui lob din caracteristica unui
filtru Fabry-Pérot cu oglinzi cu R40 (dreapta)
86
Filtru Fabry-Pérot
87
Caracteristici de transmisie ale filtrului
Fabry-Pérot
Se observa îngustarea benzii de trecere odata cu
cresterea reflectivitatii oglinzilor
88
Conectarea în cascada a unor filtre Fabry-Pérot
cu FSR diferit
89
Filtru Fabry-Pérot cu oglinzi dielectrice
90
Filtru acordabil Fabry-Pérot cu fibre optice
91
FTB Filtru Trece Banda realizat cu o fibra FBG
92
Rezonatoare în inel cu fibra optica
93
Rezonator în inel cu amplificare
94
Mutiplexor/demultiplexor WDM bazat pe un filtru
dielectric
95
Comutator optic 1 ? 2 cai, digital
96
Comutator 2 x 2
97
Circuite în X bazate pe cuploare rezonante
98
Circuit X, sau în X, bazat pe o configuratie
de Interferometru Mach-Zehnder MZI
99
NOLM Reflector neliniar cu o bucla de fibra
optica
100
Puterea optica de iesire a unui reflector
neliniar NOLM în functie de puterea optica de
intrare
101
Rejectia zgomotului cu un reflector neliniar NOLM
102
NALM Reflector neliniar cu bucla de fibra
activa ( cu amplificare )
103
Demultiplexor de semnal TDM Time-division
Multiplexed
104
Reflector NOLM configurat ca poarta SI
105
Multiplexor pentru injectie / extractie de semnal
principiul de functionare
106
Dispozitiv pentru injectie / extractie de
semnal cu interferometru Mach-Zehnder
107
Modulator acusto-optic bazat pe difractia unei
retele Bragg
108
Modulator acustic / Efectul Debye-Sears
109
Comutator selectiv in domeniul lungimilor de unda
110
Filtru acusto-optic acordabil Structura de baza
111
Functionarea unui filtru acordabil acusto-optic
AOTF
112
Functionarea unui filtru acordabil acusto-optic
AOTF
113
Modulator de faza electro-optic
114
Interferometrul Mach-Zehnder
115
Modulator bazat pe un interferometru Mach-Zehnder
116
Principiul undei progresive
117
Modulator cu celula Pockels
118
Modulator bazat pe efectul Faraday