Προηγμένα οπτικά στοιχεία - Οπτικό εξασθενητή
Τι είναι ο οπτικός εξασθενητής;
Ο οπτικός εξασθενητής (ή εξασθενητής οπτικών ινών) είναι μια παθητική συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μείωση της στάθμης ισχύος ενός οπτικού σήματος. Το κύκλωμα εξασθενητή επιτρέπει τη μείωση μιας γνωστής πηγής ισχύος με έναν προκαθορισμένο παράγοντα, ο οποίος συνήθως εκφράζεται σε ντεσιμπέλ (dB). Οι οπτικοί εξασθενητές χρησιμοποιούνται γενικά σε εφαρμογές μεγάλης απόστασης μονής λειτουργίας για την αποφυγή οπτικής υπερφόρτωσης στον δέκτη.
Αρχές οπτικών εξασθενητών
Οι οπτικοί εξασθενητές χρησιμοποιούν αρκετές διαφορετικές αρχές για να επιτύχουν την επιθυμητή μείωση ισχύος. Οι εξασθενητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνική Gap-Loss, Absorptive ή Reflective για να επιτύχουν την επιθυμητή απώλεια σήματος. Οι τύποι εξασθενητών που χρησιμοποιούνται γενικά είναι σταθεροί, σταδιακά μεταβλητοί και συνεχώς μεταβλητοί.
Αρχή της απώλειας κενών
Η αρχή της απώλειας χάσματος χρησιμοποιείται σε οπτικούς εξασθενητές για τη μείωση της οπτικής ισχύος, εισάγοντας τη συσκευή στη διαδρομή των ινών χρησιμοποιώντας μια διαμόρφωση σε σειρά. Οι εξασθενητές απώλειας χάσματος χρησιμοποιούνται για την αποφυγή του κορεσμού του δέκτη και τοποθετούνται κοντά στον πομπό. Χρησιμοποιούν ένα διάμηκες διάκενο μεταξύ δύο οπτικών ινών έτσι ώστε το οπτικό σήμα που διέρχεται από μία οπτική ίνα σε μια άλλη να εξασθενίζει. Αυτή η αρχή επιτρέπει στο φως από τη μεταδιδόμενη οπτική ίνα να εξαπλωθεί καθώς αφήνει την οπτική ίνα. Όταν το φως φτάσει στην οπτική ίνα λήψης, κάποιο από το φως θα χαθεί στην επένδυση εξαιτίας του κενού και της εξάπλωσης που έχει συμβεί. Η αρχή της απώλειας χάσματος φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ο εξασθενητής απώλειας χάσματος θα προκαλέσει μια ακριβή μείωση της ισχύος όταν τοποθετηθεί αμέσως μετά τον πομπό. Αυτοί οι εξασθενητές είναι πολύ ευαίσθητοι στην κατανομή των τρόπων μπροστά από τον πομπό, γεγονός που αποτελεί και έναν άλλο λόγο για τη διατήρηση της συσκευής κοντά στον πομπό ώστε να διατηρηθεί η απώλεια στο επιθυμητό επίπεδο. Όσο πιο μακριά βρίσκεται ο εξασθενητής απώλειας χάσματος από τον πομπό, τόσο λιγότερο αποτελεσματικός είναι ο εξασθενητής και δεν επιτυγχάνεται η επιθυμητή απώλεια. Για να εξασθενήσει ένα σήμα που βρίσκεται πιο μακριά από τη διαδρομή των ινών, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένας οπτικός εξασθενητής με απορροφητικές ή ανακλαστικές τεχνικές. Σημείωση: Το κενό αέρα θα παράγει μια αντανάκλαση Fresnel, η οποία μπορεί να προκαλέσει πρόβλημα για τον πομπό.
Απορροφητική αρχή
Η απορροφητική αρχή ή απορρόφηση αντιπροσωπεύει ένα ποσοστό απώλειας ισχύος στην οπτική ίνα. Αυτή η απώλεια πραγματοποιείται λόγω των ατελειών στην οπτική ίνα που απορροφούν την οπτική ενέργεια και την μετατρέπουν σε θερμότητα. Αυτή η αρχή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο σχεδιασμό ενός οπτικού εξασθενητή για την εισαγωγή μιας γνωστής μείωσης ισχύος.
Η απορροφητική αρχή χρησιμοποιεί το υλικό στην οπτική διαδρομή για την απορρόφηση της οπτικής ενέργειας. Η αρχή είναι απλή, αλλά μπορεί να είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να μειωθεί η ισχύς που μεταδίδεται ή / και λαμβάνεται. Εδώ είναι η αρχή της απορρόφησης του φωτός.
Αντανακλαστική αρχή
Η ανακλαστική αρχή ή η σκέδαση αντιπροσωπεύει την πλειονότητα της απώλειας ισχύος στην οπτική ίνα και πάλι οφείλεται σε ατέλειες στην οπτική ίνα, που σε αυτή την περίπτωση προκαλούν το σήμα να διασκορπιστεί. Το διάχυτο φως προκαλεί παρεμβολές στην οπτική ίνα, μειώνοντας έτσι την ποσότητα του μεταδιδόμενου ή / και του ληφθέντος φωτός. Αυτή η αρχή μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην προγραμματισμένη εξασθένηση ενός σήματος. Το υλικό που χρησιμοποιείται στον εξασθενητή κατασκευάζεται για να αντικατοπτρίζει μια γνωστή ποσότητα του σήματος, επιτρέποντας έτσι να πολλαπλασιαστεί μόνο το επιθυμητό τμήμα του σήματος. Αυτή η ανακλαστική αρχή παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα.
Τύποι οπτικών εξασθενητών
>> Σύμφωνα με τις αρχές πίσω από τις θεωρίες εξασθενητών, υπάρχουν τρεις τύποι οπτικών εξασθενητών: σταθερός εξασθενητής, βαθμιαία μεταβλητός εξασθενητής και συνεχής μεταβλητός εξασθενητής.
Σταθερός εξασθενητής
Οι σταθεροί εξασθενητές είναι σχεδιασμένοι ώστε να έχουν αμετάβλητο επίπεδο εξασθένησης. Μπορούν θεωρητικά να σχεδιαστούν ώστε να παρέχουν οποιαδήποτε επιθυμητή εξασθένηση. Το σήμα εξόδου εξασθενίζει σε σχέση με το σήμα εισόδου. Οι σταθεροί εξασθενητές χρησιμοποιούνται συνήθως για εφαρμογές μιας λειτουργίας.
Σταδιακά μεταβλητός εξασθενητής
Ένας βηματικός μεταβλητός εξασθενητής είναι μια συσκευή που αλλάζει την εξασθένηση του σήματος σε γνωστά βήματα, όπως 0,1 dB, 0,5 dB ή 1 dB. Αυτοί οι εξασθενητές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές που ασχολούνται με πολλαπλές πηγές οπτικής ισχύος. Για παράδειγμα, εάν υπάρχουν τρεις διαθέσιμες εισόδους, μπορεί να υπάρχει ανάγκη εξασθένησης του σήματος σε διαφορετικό επίπεδο για κάθε μία από τις εισόδους. Αντιστρόφως, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε καταστάσεις όπου το σήμα εισόδου είναι σταθερό, αλλά οι απαιτήσεις εξόδου αλλάζουν ανάλογα με τη συσκευή στην οποία εξέρχεται το σήμα. Σημείωση: Οι βαθμωτές μεταβλητές εξασθενητές θα πρέπει να χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου οι είσοδοι, οι εξόδους και οι λειτουργικές διαμορφώσεις είναι γνωστές.
Συνεχής μεταβλητός εξασθενητής
Ένας συνεχώς μεταβαλλόμενος εξασθενητής είναι ένας οπτικός εξασθενητής που μπορεί να αλλάξει κατόπιν ζήτησης. Έχει γενικά μια συσκευή στη θέση της, η οποία επιτρέπει την αλλαγή της εξασθένησης του σήματος όπως απαιτείται. Οι συνεχώς μεταβλητοί εξασθενητές χρησιμοποιούνται σε ανεξέλεγκτα περιβάλλοντα όπου τα χαρακτηριστικά εισόδου ή / και η έξοδος χρειάζονται συνεχώς αλλαγή. Αυτό επιτρέπει στον χειριστή να ρυθμίζει τους εξασθενητές ώστε να δέχεται τις αλλαγές που απαιτούνται γρήγορα και με ακρίβεια χωρίς διακοπή του κυκλώματος.
Σημείωση: Τόσο ο βηματικός μεταβλητός εξασθενητής όσο και ο συνεχώς μεταβλητός εξασθενητής είναι συλλογικά γνωστοί ως μεταβλητός οπτικός εξασθενητής (VOA). Όταν οι άνθρωποι μιλάνε για τον εξασθενητή VOA, σημαίνει γενικά ένα συνεχώς μεταβλητό οπτικό εξασθενητή.
>> Σύμφωνα με τους διαφορετικούς τύπους συνδέσμων, υπάρχουν διάφοροι τύποι οπτικών εξασθενητών: LC Attenuator, SC Attenuator, ST Attenuator, FC Attenuator, E2000 Attenuator κλπ., Διαθέσιμοι σε τύπους πολωνικής UPC / APC.
Συσκευασία οπτικών εξασθενητών
Οι οπτικοί εξασθενητές συνήθως διατίθενται σε δύο μορφές συσκευασίας: Προσαρμογέας διαφράγματος και αποσβεστήρας εντός γραμμής. Οι οπτικοί εξασθενητές διαφράγματος μπορούν να συνδεθούν στη θήκη του δέκτη. Οι οπτικοί εξασθενητές σε σειρά μοιάζουν με ένα καλώδιο τροφοδοσίας ινών και τυπικά χρησιμοποιούνται μεταξύ του πίνακα patch και του δέκτη. Παρακάτω παρουσιάζεται ένας οπτικός εξασθενητής Fixed LC / UPC 10 dB και ένας 0 ~ 60 dB LC / UPC σε LC / UPC In-Line μεταβλητός οπτικός εξασθενητής από FOCC