Звездообразный разветвитель (star coupler)

Звездообразный разветвитель обычно имеет одинаковое число входных и выходных по­люсов. Оптический сигнал приходит на один из п входных полюсов и в равной степени рас­пределяется между п выходными полюсами. Большее распространение получили звездооб­разные разветвители 2х2 и 4х4. Во избежании путаницы по входным и выходным полюсам, принято обозначать входные полюса латинскими буквами, а выходные полюса - цифрами, рис. 3.12 б. Звездообразные разветвители распределяют мощность в равной степени между всеми выходными полюсами.

3)Ответвитель (tap) - это обобщение древовидного разветвителя, когда выходная мощность распределяется необязательно в равной пропорции между выходными полюсами, рис.3.12 в. Конфигурации ответвителей бывают 1х2, 1х3, 1х4, 1х5, 1х6, 1х8, 1х16, 1х32. Некоторая доля (меньше 50%) выходной мощности идет на канал (каналы) ответвления, в то время как боль­шая часть остается в магистральном канале. Выходные полюса нумеруются в порядке убыва­ния мощности.

Следуя рис. 3.12 б, введем следующие обозначения:

Р_i - мощность оптического сигнала, приходящего на полюс i (например, на порт d);

Р_i,j - мощность, регистрируемая на выходном полюсе j при условии поступления сигнала на входной полюс i (например, на порт 1).

Следующие три набора параметров считаются основными при описании разветвителя.

Коэффициенты передачи или вносимые потери (insertion loss) определяют потери мощно­сти сигнала, который приходит на один из входных полюсов и выходит с одного из выходных полюсов. Определяются соотношением

Коэффициент направленности является мерой того, как хорошо разветвитель передает мощность в предназначенные выходные полюса. Он показывает интенсивность нежелательно­го обратного сигнала, возникающего на другом полюсе из входной группы полюсов.

Потери на обратном рассеянии. . Здесь - регистрируемая выходная мощность на полюсе I при условии подачи сигнала на этот де полюс. Этот коэффи­циент схож с коэффициентом обратных потерь в оптических соединителях. Процедура изме­рения потерь на обратном отражении во многом аналогична измерению коэффициента на­правленности - все полюса за исключением i-го помещаются в поглощающую жидкость (рис, 3.13 б).

Коэффициенты передачи принимают положительные значения и характеризуют эффек­тивность передачи в прямом направлении. Коэффициенты направленности и потерь на об­ратном рассеянии принимают отрицательные значения и характеризуют нежелательные об­ратные сигналы. При изготовлении разветвителей стремятся достичь как можно меньших (бо­лее отрицательных) значений для коэффициентов направленности и потерь на обратном рас­сеянии.

Рабочий диапазон длин волн (passband) - диапазон длин волн, в пределах которого оп­ределена работа разветвителя. Чем шире диапазон, тем меньше зависимость вносимых по­терь разветвителя от длины волны. Разветвители, имеющие большой рабочий диапазон длин волн, называются ахроматическими (achromatic). Лазеры без охлаждения и светоизлучающие диоды требуют полосы пропускания ± 35 нм в окрестности несущей длины волны. Для под­держания такого диапазона оптический разветвитель должен быть ахроматическим.

Потери на разветвлении (splitting loss) - это потери, связанные с тем, что мощность ес­тественным образом распределяется между выходными полюсами. Для идеального разветви­теля (1хn) с n выходными полюсами, в предположении равенства взаимного равенства мощ­ностей между ними всеми выходными портами, потери на разветвлении определяются соот­ношением а_SL= - 101g(l/n). Это - минимальное значение, присущее идеальному разветвителю с симметричными выходными полюсами. Так, для разветвителя 4х4 потери а_SL = 6,02 дБ (сравните с таблицей).

Соотношение разветвления (splitting ratio) описывает, каким образом свет распределя­ется между выходными полюсами. Эта характеристика, свойственная оптическим ответвителям, может быть выражена как в виде набора коэффициентов передачи по выходным полю­сам (частный случай матрицы потерь), так и в виде процентной пропорции мощностей по вы­ходным полюсам, где за 100% принята суммарная выходная мощность.