Einführung in Glasfaserkoppler
Ein Glasfaserkoppler ist ein Gerät, das in Glasfasersystemen mit einer oder mehreren Eingangsfasern und einer oder mehreren Ausgangsfasern verwendet wird und sich von WDM-Geräten unterscheidet. WDM-Multiplexer und -Demultiplexer teilen das Faserlicht mit verschiedenen Wellenlängen in verschiedene Kanäle auf, während Glasfaserkoppler die Lichtleistung teilen und an verschiedene Kanäle senden.
Bandbreite
Die meisten Kopplertypen arbeiten nur in einem begrenzten Wellenlängenbereich (einer begrenzten Bandbreite), da die Kopplungsstärke wellenlängenabhängig (und oft auch polarisationsabhängig) ist. Dies ist eine typische Eigenschaft von Kopplern, bei denen die Kopplung über eine bestimmte Länge erfolgt. Typische Bandbreiten von Schmelzkopplern sind einige zehn Nanometer. In Hochleistungsfaserlasern und -verstärkern werden häufig Multimode-Faserkoppler verwendet, um die Strahlung mehrerer Laserdioden zu kombinieren und in den inneren Mantel der aktiven Faser zu senden.
Struktur
Ein grundlegender Glasfaserkoppler hat N Eingangsanschlüsse und M Ausgangsanschlüsse. N und M liegen typischerweise im Bereich von 1 bis 64. M ist die Anzahl der Eingangsports (einer oder mehrere). N ist die Anzahl der Ausgangsanschlüsse und ist immer gleich oder größer als M. Die Anzahl der Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse hängt von der beabsichtigten Anwendung für den Koppler ab.
Licht von einer Eingangsfaser kann an einem oder mehreren Ausgängen auftreten, wobei die Leistungsverteilung möglicherweise von der Wellenlänge und der Polarisation abhängt. Solche Koppler können auf verschiedene Arten hergestellt werden:
Einige Koppler verwenden seitenpolierte Fasern, die den Zugang zum Faserkern ermöglichen.
Koppler können auch aus Bulk-Optiken hergestellt werden, beispielsweise in Form von Mikrolinsen und Strahlteilern, die an Fasern gekoppelt werden können ("Fiber Pig-Tailed").
Typen
LWL-Koppler können entweder passive oder aktive Geräte sein. Passive Glasfaserkoppler sind einfache Glasfaserkomponenten, mit denen Lichtwellen umgeleitet werden. Passive Koppler verwenden entweder Mikrolinsen, GRIN-Stäbe (Graded Refractive Index) und Strahlteiler, optische Mischer oder spleißen und verschmelzen den Kern der optischen Fasern miteinander. Aktive Glasfaserkoppler benötigen eine externe Stromquelle. Sie empfangen Eingangssignale und verwenden dann eine Kombination aus Lichtleiterdetektoren, optisch-elektrischen Wandlern und Lichtquellen, um Lichtleitersignale zu übertragen.
Typen von faseroptischen Kopplern umfassen optische Teiler, optische Kombinierer, X-Koppler, Sternkoppler und Baumkoppler. Das Gerät ermöglicht die Übertragung von Lichtwellen über mehrere Pfade.
Schmelzkoppler werden verwendet, um optische Signale zwischen zwei Fasern aufzuteilen oder optische Signale von zwei Fasern in eine Faser zu kombinieren. Sie werden hergestellt, indem zwei Fasern miteinander verschmolzen und verjüngt werden. Diese Methode bietet eine einfache, robuste und kompakte Methode zum Aufteilen und Kombinieren von optischen Signalen. Typische Überschussverluste sind nur 0,2 dB, während die Aufteilungsverhältnisse bei der Entwurfswellenlänge auf ± 5 Prozent genau sind. Die Geräte sind bidirektional und bieten eine geringe Rückreflexion. Die Technik eignet sich am besten für Singlemode- und Multimode-Koppler.
Zu den Glasfaserkopplern gehören auch Single-Window-Schmalband-, Single-Window-Breitband- und Dual-Window-Breitband-Glasfaserkoppler. Glasfaserkoppler mit einem Fenster haben eine Arbeitswellenlänge. Doppelfensterfaserkoppler ist mit zwei Arbeitswellenlängen. Für Singlemode-Fasern, optimiert für 1310 nm und 1550 nm; Für Multimode-Fasern, ist für 850 nm und 1310 nm optimiert.
