Гиперссылка 4.4 Активные элементы ВОЛС

К активным элементам волоконно-оптических сетей относят оборудувоние, непосредственно выполняющее модулирование, демодулирование, создание и прием оптического сигнала. Приведем примеры некоторых из активных элементов ВОЛС.

 

Волоконно-оптический приемник Данный класс приемных устройств представлен изделиями OMRD-02, конструктивно выполнеными в металлостеклянных корпусах с размерами 10,5×14,5×19,5 мм. Пороговая чувствительность устройств ≤ 0,1 мВт, длительность фронта/спада выходного сигнала – не более 20 нс, максимальный выходной ток – не более 40 мА, напряжение питания – 3–12 В.

 

 

Высокочастотный модулятор Модуля́тор (лат. modulator — соблюдающий ритм) — устройство, изменяющее параметры несущего сигнала в соответствии с изменениями передаваемого (информационного) сигнала. Этот процесс называют модуляцией, а передаваемый сигнал модулирующим.

 

Оптические мультиплексоры/демультиплексоры (MUX/DEMUX)

Предназначены для объединения (уплотнения) отдельных каналов в групповой сигнал для одновременной их передачи по одному оптическому волокну на передающей стороне, а также для их разделения (демультиплексирования) на приёмной стороне. Основными их составляющими являются устройства (одноканальные фильтры), сделанные с использованием многослойных тонкопленочных фильтров.

Многофункциональный оптический мультиплексор MLink
(скорость передачи до 100 Мбит/с).

Оптрон

Оптопара или оптрон — электронный прибор, состоящий из излучателя света (обычно — светодиод, в ранних изделиях — миниатюрная лампа накаливания) и фотоприёмника (биполярных и полевых фототранзисторов, фотодиодов, фототиристоров, фоторезисторов), связанных оптическим каналом и как правило объединённых в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал.

 

Примеры оптронов

 

Фотодиод Фотодиод — приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе.

Гиперссылка 4.5 Рin -фотодиода

 

Структура pin -фотодиода (рис. 1) спроектирована так, чтобы избежать недостатков фотодиода pn -типа. Но все основные принципы регистрации сохраняются.

Рисунок 1. Структура pin -фотодиода

 

Введение слоя собственного полупроводника между p и n слоями примесного полупроводника позволяет существенно увеличит размер области пространственного заряда.

В i -слое свободные носители практически отсутствуют и силовые линии электрического поля начинающие с доноров в n -области без экранировки проходят через i -слой и заканчиваются на акцепторах p -области.

Ширина i -слоя составляет обычно 500-700мкм. В отличии же от i -зоны, легированные слои сделаны очень тонкими. Все вместе это сделано для того, чтобы все оптическое излучение поглощалось в i -слое и сокращалось время переноса зарядов из i – зоны в легированные области

В результате падающие фотоны возбуждают ток во внешнем контуре более эффективно и с меньшим запаздыванием. Носители, образующие внутри обедненной зоны, мгновенно сдвигаются в сильном электрическом поле к соответственно p - и n - областям диода.

Квантовая эффективность таких диодов обычно равна 80%.

Для диодов сконструированных для применения в оптоволоконных линиях емкость перехода равна 0,2 пФ, при рабочей поверхности диода
200 мм.

Итак, основное преимущество pin -фотодиода заключается в высоких скоростях переключения, так как поглощение излучения происходит в i -слое, где за счет дрейфового переноса высокие скорости для носителей заряда.

Другим преимуществом является высокая квантовая эффективность, поскольку толщина i -слоя обычно больше обратного коэффициента поглощения и все фотоны поглощаются в i -слое.

Использование гетеропереходов для pin -фотодиодов позволяет избежать поглощения света в базе фотодиода.

Пример конструкции pin -фотодиода приведен на рис. 2.

 

Рисунок 2. Рin -фотодиод SHF 202