Оптические мультиплексоры ввода-вывода

Оптический мультиплексор выполняет операции смешения нескольких длин волн в общий сигнал, а также выделения волн различной длины из общего сигнала.

Для выделения волн в мультиплексоре могут использоваться разнообразные оп­тические механизмы. В оптических мультиплексорах, поддерживающих сравни­тельно небольшое количество длин волн в волокне, обычно 16 или 32, приме­няются тонкопленочные фильтры. Они состоят из пластин с многослойным покрытием, в качестве которых на практике используется торец оптического во­локна, скошенный под углом 30-45°, с нанесенными на него слоями покрытия, Для систем с большим числом волн требуются другие принципы фильтрации и мультиплексирования.

В мультиплексорах DWDM применяются интегрально выполненные дифракци­онные фазовые решетки, или дифракционные структуры (Arrayed Waveguide Grating, AWG). Функции пластин в них выполняют оптические волноводы или волокна. Приходящий мультиплексный сигнал попадает на входной порт (рисунок 6, а). Затем этот сигнал проходит через волновод-пластину и распреде­ляется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру AWG. По-прежнему сигнал в каждом из волноводов остается мультиплексным, а каждый канал (Х_и Х₂,..., Х^) остается представленным во всех волноводах.

Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности, и в итоге све­товые потоки вновь собираются в волноводе-пластине, где происходит их фо­кусировка и интерференция — образуются пространственно разнесенные интер­ференционные максимумы интенсивности, соответствующие разным каналам. Геометрия волновода-пластины, в частности расположение выходных полюсов, и значения длины волноводов структуры AWG рассчитываются таким обра­зом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с выходными полюсами. Мультиплексирование происходит обратным путем.

Рисунок 6 – Полное демультиплексирование сигнала с помощью дифракционной фазовой решетки

Другой способ построения мультиплексора базируется не на одной, а на паре волноводов-пластин (рисунок 6, б). Принцип действия такого устройства анало­гичен предыдущему случаю за исключением того, что здесь для фокусировки и интерференции используется дополнительная пластина.

Интегральные решетки AWG (называемые также фазарами) стали одними из ключевых элементов мультиплексоров DWDM. Они обычно применяются для полного демультиплексирования светового сигнала, так как хорошо масшта­бируются и потенциально могут успешно работать в системах с сотнями спек­тральных каналов.

Дата добавления: 2015-08-05