Cómo se fabrican los acopladores de fibra óptica fusionados y cómo funcionan

 

¿Qué es el acoplador de fibra óptica fusionado?

El acoplador de fibra óptica fusionado es un tipo de acoplador de fibra óptica, que se forma en base a la tecnología Fused Biconical Taper (FBT). Por lo tanto, también se conoce como acoplador FBT. Como componente pasivo importante en los sistemas de comunicación de fibra óptica, las funciones de desempeño del acoplador de fibra óptica fusionado incluyen ramificación y división de luz en redes pasivas, multiplexación/desmultiplexación de longitud de onda, filtrado, división selectiva de polarización y división independiente de longitud de onda.

 

Proceso de conicidad bicónica fusionada (FBT)

Un acoplador de fibra óptica fusionado es una estructura formada por dos fibras ópticas independientes. Estas dos fibras ópticas paralelas se tuercen, estiran y fusionan juntas de manera que el acoplamiento tiene lugar sustancialmente a través de la interacción entre los modos de revestimiento. Durante la operación, se monitorean los valores de potencia de salida de los puertos de salida y el proceso se puede detener en cualquier relación de acoplamiento deseada (Figura 1). Este proceso se conoce como el proceso Fused Biconical Taper (FBT). El cono bicónico fusionado es el método más utilizado en la fabricación de acopladores de fibra óptica, con muchas ventajas de bajo exceso de pérdida, relación de acoplamiento precisa, buena consistencia y estabilidad.

 

Figura 1. El proceso de conicidad bicónica fusionada

 

¿Cómo funciona el acoplador de fibra óptica fusionado?

Antes de hablar sobre el principio de funcionamiento de los acopladores FBT, primero entendemos la onda evanescente. Una onda evanescente es una onda de campo cercano con una intensidad que muestra un decaimiento exponencial sin absorción en función de la distancia desde el límite en el que se formó la onda (Figura 2. Las colas rojas son la onda evanescente). En el proceso FBT, los núcleos de dos fibras paralelas idénticas están tan cerca uno del otro que la onda evanescente puede "fugarse" de un núcleo de fibra al otro núcleo, lo que permite un intercambio de energía. Los acopladores FBT funcionan como resultado de la transferencia de energía entre los núcleos de fibra óptica y la transferencia de energía depende de la separación del núcleo (d) y la longitud de interacción (L). Es fácil ver que si la longitud del acoplamiento es lo suficientemente larga, puede tener lugar una transferencia completa de energía de un núcleo al otro. Si la longitud es aún mayor, el proceso continuará y la energía volverá al núcleo original.

 Figura 2. Luz que se propaga por una fibra óptica. La región roja representa la onda evanescente.

Por ejemplo, aquí hay un acoplador 2×2 50/50 (Figura 3), suponga que lanzamos 1 mW en el puerto 1 y 1 mW en el puerto 4. Obviamente, mediremos 1 mW en cada puerto de salida, la luz de cada puerto de entrada habiéndose partido en dos partes iguales. En otras palabras, si lanzamos 1 mW en el puerto 1 y 2 mW en el puerto 4, cada ruta se vuelve a dividir en dos partes iguales, por lo que ahora terminamos con 1,5 mW en cada puerto de salida (contribución de 0,5 mW del puerto 1 y contribución de 1 mW del puerto 4). Del mismo modo, si es un acoplador 1x2 y lanzamos 2 mW al puerto 1, terminaremos con 1 mW en los puertos 2 y 3.

 Figura 3. Acoplador 1×2 o 2×2 50/50

Como sabemos, los acopladores de fibra óptica permiten el acoplamiento bidireccional y pueden usarse para dividir o combinar señales. Esto es lo que llamamos “Bidireccionalidad”. A través del ejemplo anterior, podemos tener una idea de invertir la dirección de lanzamiento en un acoplador estándar de 2×2. De hecho, el proceso es completamente bidireccional. Sin embargo, a veces surge confusión cuando se presenta un acoplador 1×2. La aparente falta de simetría del dispositivo crea la falsa impresión de que el dispositivo funciona de alguna manera diferente. Continuando con el acoplador 1×2, ¿qué sucede si se lanza luz a uno de los dos puertos de "salida" (es decir, los puertos 2 o 3 anteriores)? ¿Sale el 100% de la luz por el puerto 1? Siento mucho decirte que la respuesta no es. Light todavía "quiere" salir del puerto 4 también. Entonces, si consideramos que 1 mW se lanza al puerto 2, tendremos solo 0,5 mW saliendo del puerto 1. O, si lanzamos 1 mW al puerto 2 y 2 mW al puerto 3, tendremos 1,5 mW saliendo del puerto 1. ¿Por qué? ? Porque un acoplador de 1 × 2 es solo un acoplador de 2 × 2 con una fibra cortada, aplastada (para reducir el reflejo posterior de la faceta del extremo) y escondida dentro de la carcasa del acoplador. En este caso podemos entender fácilmente cómo funciona un acoplador de fibra óptica fusionado.

 

Tipos de acoplador de fibra óptica fusionado

Los acopladores de fibra óptica con fusibles deben seleccionarse según el tipo de ventana o el tipo de fibra. Independientemente de los tipos de puertos utilizados, los acopladores de fibra óptica se pueden diseñar para una sola ventana, doble ventana o incluso tres ventanas (banda ancha).

     Los acopladores de ventana única están diseñados para una sola longitud de onda con una ventana de longitud de onda estrecha.
     Los acopladores de doble ventana están diseñados para dos longitudes de onda con una amplia ventana de longitud de onda para cada una.
     Los acopladores de tres ventanas están diseñados para una sola longitud de onda con una ventana de longitud de onda más amplia.

Además, según tipos de fibra, existen acopladores con 1×2, 1×3, 1×4, 1×5, 1×6, 1×8, 1×12, 1×16, 1×18, 1×20 Configuraciones 1×24, 2×2, 2×4 con fibra monomodo o multimodo.

 

Aplicaciones del acoplador de fibra óptica fusionado

Como componentes pasivos importantes en los sistemas de comunicación de fibra óptica, existe una amplia gama de aplicaciones de acopladores FBT. Además, con su ventaja de tamaño pequeño, el acoplador FBT está disponible individualmente o integrado en módulos para conmutación de protección de fibra, MUX/DMUX, monitoreo de canales ópticos y aplicaciones de multiplexación de agregar/caer.

     FTTX (FTTP, FTTH, FTTN, FTTC)
     Redes Ópticas Pasivas (PON)
     Redes de área local (LAN)
     Sistemas CATV
     Amplificación, Sistema de Monitoreo
     Equipos de prueba


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Etiquetas: acoplador FBT