Fibră optică - acest termen înseamnă
Dispozitivele cu fibră optică includ lasere , amplificatoare, multiplexoare , demultiplexoare și o serie de altele. Componentele de fibră optică includ izolatori, oglinzi, conectori, splitere etc. Baza unui dispozitiv cu fibră optică este circuitul său optic - un set de componente de fibră optică conectate într-o anumită secvență. Circuitele optice pot fi închise sau deschise, cu sau fără feedback.
Figura 1 prezintă cea mai simplă schemă a unui laser cu fibră optică. Literele indică: A - fibră activă , D - diodă pompă , M1 și M2 - oglinzi. Ca si in cazul laserelor conventionale, aici avem un rezonator cu mediu activ, format dintr-o fibra activa si oglinzi. Oglinzile oferă feedback. Una dintre oglinzi poate avea 100% reflexie. Apoi radiația va ieși numai de la capătul opus al rezonatorului. Pot exista mai multe diode de pompă și pot fi amplasate pe diferite părți ale rezonatorului.
Figura 2 prezintă cel mai simplu circuit amplificator cu fibră optică . Este similar cu circuitul laser, cu singura excepție că oglinzile sunt înlocuite cu izolatori pentru a suprima feedback-ul. Izolatoarele permit luminii să treacă într-o singură direcție.
O oglindă este o componentă care reflectă radiația de o anumită frecvență cu un anumit coeficient de reflexie . Filtrul, la rândul său, trece radiații cu o anumită frecvență, de obicei într-un interval de frecvență îngust și absoarbe sau împrăștie restul radiației. Pentru fabricarea oglinzilor și filtrelor se folosesc rețele de difracție , depuse pe secțiunea miezului fibrei. Un analog al cursei este realizat prin iluminare ultravioletă, care modifică proprietățile fibrei în punctul de iradiere. Aceeași rețea de difracție pentru diferite frecvențe de semnal va fi fie o oglindă, fie un filtru. Pe baza rețelelor de fibre de lungă durată , pot fi create filtre de bandă largă care absorb într-un anumit interval de lungimi de undă.
Sunt două fibre paralele, lipsite de teacă și în contact una cu cealaltă. Contactul și fixarea fibrelor se realizează la temperaturi ridicate - peste punctul de topire al fibrei. Astfel, secțiunile de fibre sunt topite împreună. În funcție de lungimea secțiunii comune, ca urmare a interferenței undei, este posibil să se obțină un raport arbitrar de divizare a semnalului de ieșire pe două fibre de ieșire.
Combinatoarele și splitterele se pot baza, de asemenea, pe elemente microoptice, inclusiv microlentile și oglinzi parțial transparente cu un raport de diviziune dat.
Sunt cunoscute modele din anii 1980. cu lustruit la un miez de ghidare a luminii și fibre conectate mecanic. Cu toate acestea, cele aliate sunt cele mai comune.
O fibră capabilă să amplifice sau să genereze un semnal cu o anumită frecvență. Acest lucru se realizează prin introducerea de metale din pământuri rare în fibra de cuarț, în funcție de frecvența de amplificare necesară. Astfel, impuritățile de iterbiu ( Yb ) dau un câștig la o lungime de undă de 1,06 um, iar erbiul ( Er ) la o lungime de undă de 1,5 um. Vârful de amplificare este determinat de vârful de transparență al unei anumite impurități.
O fibră care nu are proprietăți de întărire. Folosit pentru a conecta componentele de fibră optică între ele, precum și pentru a crește lungimea totală a circuitului optic, dacă este necesar.
Ca și în cazul laserelor convenționale, pomparea mediului activ este necesară pentru a începe amplificarea și generarea. Diodele laser semiconductoare sunt folosite pentru pomparea fibrelor active. La ieșirea cristalului semiconductor, fasciculul laser este colimat și injectat în fibră. Alegerea lungimii de undă a diodelor pompei se datorează vârfurilor de absorbție ale fibrelor active, care se încadrează pe domenii înguste în regiunile de 0,81 μm, 0,98 μm și 1,48 μm. Pentru fibrele de iterbiu, pomparea este cea mai eficientă în intervalul 0,95-0,98 μm.
Privind raportul dintre lungimile de undă ale pompei și semnalului, se poate determina eficiența maximă posibilă a laserelor și amplificatoarelor. Pentru fibrele de itterbiu, acesta va fi 0,95: 1,06 = 90%. În practică, eficiența, desigur, este mai mică.