Acopladores de fibra óptica

Definición

Un acoplador de fibra óptica es un dispositivo utilizado en sistemas de fibra óptica con una o más fibras de entrada y una o varias fibras de salida, a diferencia de los dispositivos WDM. El multiplexor y demultiplexor WDM dividen la luz de fibra de diferentes longitudes de onda en canales diferentes, mientras que los acopladores de fibra óptica dividen la potencia de la luz y la envían a canales diferentes.

Ancho de banda

La mayoría de los acopladores funcionan solo en un rango limitado de longitudes de onda (ancho de banda limitado), ya que la intensidad del acoplamiento depende de la longitud de onda (y a menudo también de la polarización). Esta es una propiedad típica de los acopladores donde el acoplamiento se produce a lo largo de una longitud determinada. Los anchos de banda típicos de los acopladores fusionados son de unas pocas decenas de nanómetros. En láseres y amplificadores de fibra de alta potencia, los acopladores de fibra multimodo se utilizan a menudo para combinar la radiación de varios diodos láser y enviarla al revestimiento interno de la fibra activa.

Estructura

Un acoplador básico de fibra óptica tiene N puertos de entrada y M puertos de salida. N y M suelen oscilar entre 1 y 64. M representa el número de puertos de entrada (uno o más). N representa el número de puertos de salida y siempre es igual o mayor que M. El número de puertos de entrada y de salida varía según la aplicación prevista del acoplador.

La luz de una fibra de entrada puede aparecer en una o más salidas, y la distribución de potencia puede depender de la longitud de onda y la polarización. Estos acopladores pueden fabricarse de diferentes maneras. Algunos utilizan fibras con pulido lateral, lo que proporciona acceso al núcleo de la fibra; otros, a partir de componentes ópticos masivos, como microlentes y divisores de haz, que pueden acoplarse a fibras ("fibra en cola de cerdo").

Tipos

Los acopladores de fibra óptica pueden ser dispositivos pasivos o activos. Los acopladores pasivos son componentes simples de fibra óptica que se utilizan para redirigir las ondas de luz. Los acopladores pasivos utilizan microlentes, varillas de índice de refracción graduado (GRIN) y divisores de haz, mezcladores ópticos, o bien empalman y fusionan el núcleo de las fibras ópticas. Los acopladores activos requieren una fuente de alimentación externa. Reciben señales de entrada y utilizan una combinación de detectores de fibra óptica, convertidores óptico-eléctricos y fuentes de luz para transmitir las señales de fibra óptica.

Los tipos de acopladores de fibra óptica incluyen divisores ópticos, combinadores ópticos, acopladores X, acopladores en estrella y acopladores de árbol. El dispositivo permite la transmisión de ondas de luz a través de múltiples trayectorias.

Los acopladores fusionados se utilizan para dividir señales ópticas entre dos fibras o para combinar señales ópticas de dos fibras en una sola. Se construyen fusionando y ahusando dos fibras. Este método proporciona un método simple, robusto y compacto para dividir y combinar señales ópticas. Las pérdidas excesivas típicas son de tan solo 0,2 dB, mientras que las relaciones de división tienen una precisión de ±5 % en la longitud de onda de diseño. Los dispositivos son bidireccionales y ofrecen baja retrorreflexión. Esta técnica es ideal para acopladores monomodo y multimodo.

Las opciones de acoplador de fibra óptica incluyen banda estrecha de ventana única, banda ancha de ventana única y banda ancha de ventana doble. El acoplador de fibra óptica de ventana única tiene una longitud de onda de trabajo. El acoplador de fibra óptica de ventana doble tiene dos longitudes de onda de trabajo. Para fibra monomodo, está optimizado para 1310 nm y 1550 nm; para fibra multimodo, está optimizado para 850 nm y 1310 nm.

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