Dispozitive optoelectronice avansate

Παρουσίαση με θέμα: "Dispozitive optoelectronice avansate"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Dispozitive optoelectronice avansate
• Integrated Optics– Optică integrată CIO −Circuite Optoelectronice Integrate − OICs – Optoelectronic Integrated Circuits specifice comunicaţiilor 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 ieşiri ( repartitor x8 ) cu divizoare în Y ( cu două ieşiri )

4 X din ghiduri stripe pe substrat plan

5 Etapele de fabricaţie ale ghidului optic cu ‘miez’ îngropat
Miez – Stratul de ghidare a radiaţiei, denumit film de ghidare sau peliculă de ghidare

6 Alinierea f.o. cu un ghid plan : ideea procedeului

7 Reprezentare schematică a distribuţiei de putere optică în amplificatorul cu fibră

8 Controlul automat al nivelului de ieşire a unui amplificator optic cu fibră dopată ( AGC Electro-optic ) AGC – Automatic Gain Control – Controlul Automat al Amplificării Circuitul AGC nu numai că supraveghează (controlează) puterea optică gene-rată, dar o şi stabilizează (Pout = const. ) reglând continuu puterea de pompaj

9 Diagrama tranziţiilor pentru Erbiu

10 Caracteristica amplificare-frecvenţă a unui amplificator cu f. o
Caracteristica amplificare-frecvenţă a unui amplificator cu f.o. dopată cu Er ( caracteristica amplificare – lungime de undă )

11 Caracteristica amplificare – λ a unui sistem de transmisie cu mai multe amplificatoare cu fibră dopată

12 Saturarea caracteristicii de transfer a unui amplificator cu fibră dopată, în funcţie de nivelul puterii optice de ieşire Puterea optică generată la ieşirea amplificatorului este scoasă din cavitate şi contează în bilanţul energetic ca pierderi ( diminuă inversiunea de populaţie, adică sărăceşte mediul activ de atomi excitaţi ( “pompaţi”, deci inversaţi), prin urmare resursele de amplificare scad când Pout creste.

13 Diagrama stărilor de energie în amplificatorul Er -Yb

14 Alte procedee de pompare ( în afara celui codirecţional )

15 Pompaj în învelis cu laser multi-stripe (arie laser )

16 Pomparea a două amplificatoare optice cu aceeaşi pompă de energie

17 Amplificator EDFA insensibil la polaritate

18 Pompare la distanţă

19 Sistem intrinsec-robust : căderea unui amplificator din lanţ nu întrerupe transmisia

20 Calea de măsurare cu OTDRul într-un lanţ 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 dopează fibra de plastic pentru a deveni mediu activ ( pentru ai conferi capacitatea de a amplifica, CÂŞTIG )

22 Repartitor activ x 16 cu refacerea nivelului prin amplificare în ghiduri dopate cu Er

23 Comparaţie Laser / SOA

24 Schimbător de frecvenţă cu SRS − − Stimulated Raman Scattering

25 Schimbător de frecvenţă cu FBG – Fiber Bragg Grating

26 Schimbarea lungimii de undă în mai multe trepte /etaje

27 Amplificator optic Raman în banda de 1320 nm realizat cu reţele In-Fiber

28 Dublor de frecvenţă (în lungimi de undă divizor cu 2 ), pentru obţinerea unei radiaţii albastre din infraroşu (850nm )

29 Principiul cuplorului rezonant

30 Omologie : Cuplorul rezonant mecanic

31 Perioada / distanţele care caracterizează schimbul de puteri în cuplorul rezonant, depind de lungimea de undă a semnalului transferat

32 Principiul reciprocităţii

33 Tipuri clasice de cuploare

34 Cuplor rezonant cu ghiduri plane

35 Mai multe divizoare / etaje pentru asigurarea necesarului de ieşiri

36 Multiplexarea, respectiv separarea lungimilor de undă
Lungimea cuplorului determină factorul de divizare, iar factorul de divizare depinde de λ ; dacă λ este fixat ( 1310 nm, 1550 nm ) ajustând lungimea de cuplaj putem obţine funcţiile din figură (suprapunerea, respectiv separarea) lungimilor de undă).

37 Divizor în două căi : Y , 1 → 2 sau x2

38 Cuploare în stea

39 Cuplor prin fuziune 4 x 4

40 Cuplor planar multiport

41 Cuplor multiport Cuplorul conţine o cavitate în care radiaţia nu e ghidată. Propagare neghidată = (aici) Free Space radiation

42 Cuplor de 8x8 căi sintetizat din cuploare de 2x2 căi, de 3dB

43 Divizoare de fascicol cu prisme, cu polarizarea fascicolelor ( divizor-polarizator )

44 Separator de polarităţi folosind un material birefringent
Pentru a avea separare, fascicolul incident trebuie sa cadă pe faţa posterioară a cubului la unghiul Brewster

45 Birefringenţă : cele două polarităţi sunt refractate la unghiuri diferite faţă de axa optică a cristalului

46 Funcţionarea izolatorului

47 Circulator cu patru porţi

48 Multiplexarea pe o singură fibră a două căi cu propagare în sensuri opuse, utilizand circulatoare cu trei porţi

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 Buclă cu fibră optică

52 Controler de polaritate cu bucle de fibră Proiecţie longitudinală Vedere laterală

53 Controlul polarizării prin compresia fibrei

54 Lentile cu profil gradat de indice

55 Reflector cu reţea de difracţie

56 Profile tipice ale striaţiilor reţelele periodice

57 Multiplexor cu reţea de difracţie Littrow

58 WDM cu o oglindă sferică şi reţea de difracţie

59 Compresor cu reţele de difracţie şi dublă trecere

60 Îngustarea impulsului luminos cu un compresor cu reţele de difracţie

61 Reţea de difracţie Bragg în miezul unei fibre optice : FBG

62 Principiul unei reţele FBG

63 Parametrii reţelei

64 Reflexie cu selectivitate în bandă în cazul unei reţele FBG

65 Reţea cu pas variabil

66 Banda reflectată de reţeaua cu pas variabil

67 Puterea reflectată în cazul unei reţele cu pasul puternic variabil, cu apodizare

68 Întârzierea introdusă la reflexie de o reţea cu pas variabil

69 Reţea cu striuri înclinate

70 Fibră FBG cu defazaj unic

71 Fibră FBG cu multiple defazaje

72 Variaţia lungimii de undă cu temperatura

73 Închiderea FBG într-un manşon pentru compensare termică pasivă

74 Înscrierea FBG pe miezul fibrei optice – tehnica interferenţială

75 Înscrierea FBG în miezul fibrei folosind mascarea

76 Aspectul reţelei de difracţie înscrise în miezul fibrei optice –– In-Fiber-Grating – proiecţie laterală

77 Router cu ghid optic şi reţele de difracţie Principiul de funcţionare

78 Router cu reţea periodică

79 Repartiţia puterii optice în primul FSC

80 Funcţionarea FSCului de ieşire

81 Router cu reţea, cu un singur port de intrare

82 Caracteristica pierderilor de inserţie la un router cu reţea de tip Early, cu 8 porţi
Fiecare lob corespunde unui canal optic

83 WGR cu placă de intârziere în λ/4 pentru insensibilitate la polaritate

84 Caracteristicile de transfer în domeniul lungimilor de undă pentru un FTB ideal şi respectiv un FOB ideal

85 Caracteristicile de transmisie ale filtrelor acusto-optic şi electro-optic (stânga) şi respectiv a unui lob din caracteristica unui filtru Fabry-Pérot cu oglinzi cu R=40% (dreapta)

86 Filtru Fabry-Pérot

87 Caracteristici de transmisie ale filtrului Fabry-Pérot
Se observă îngustarea benzii de trecere odată cu creşterea reflectivităţii oglinzilor

88 Conectarea în cascadă 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 Bandă realizat cu o fibră FBG

92 Rezonatoare în inel cu fibră optică

93 Rezonator în inel cu amplificare

94 Mutiplexor/demultiplexor WDM bazat pe un filtru dielectric

95 Comutator optic 1 → 2 căi, digital

96 Comutator 2 x 2

97 Circuite în X bazate pe cuploare rezonante

98 Circuit X, sau “în X”, bazat pe o configuraţie de Interferometru Mach-Zehnder – MZI

99 NOLM – Reflector neliniar cu o buclă de fibră optică

100 Puterea optică de ieşire a unui reflector neliniar NOLM în funcţie de puterea optică de intrare

101 Rejecţia zgomotului cu un reflector neliniar NOLM

102 NALM – Reflector neliniar cu buclă de fibră activă ( cu amplificare )

103 Demultiplexor de semnal TDM – Time-division Multiplexed

104 Reflector NOLM configurat ca poartă ŞI

105 Multiplexor pentru injecţie / extracţie de semnal – principiul de funcţionare

106 Dispozitiv pentru injecţie / extracţie de semnal cu interferometru Mach-Zehnder

107 Modulator acusto-optic bazat pe difracţia unei reţele Bragg

108 Modulator acustic / Efectul Debye-Sears

109 Comutator selectiv in domeniul lungimilor de undă

110 Filtru acusto-optic acordabil – Structura de bază

111 Funcţionarea unui filtru acordabil acusto-optic – AOTF

112 Funcţionarea unui filtru acordabil acusto-optic – AOTF

113 Modulator de fază electro-optic

114 Interferometrul Mach-Zehnder

115 Modulator bazat pe un interferometru Mach-Zehnder

116 Principiul undei progresive

117 Modulator cu celulă Pockels

118 Modulator bazat pe efectul Faraday