Tutorial de fonte de luz de fibra óptica

Fibermart
Wednesday 04 February, 2015
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Introdução

Como sabemos, a fonte de luz de fibra óptica é um dispositivo importante que pode fornecer uma onda contínua (CW) e uma fonte estável de medições de atenuação de energia. A fonte de luz de fibra óptica é um equipamento de teste de fibra óptica para medir a perda de fibra óptica tanto para cabos de fibra monomodo quanto para cabos de fibra multimodo, geralmente a fonte de luz de fibra óptica é usada com os medidores de potência de fibra óptica. A fonte de luz de fibra óptica inclui um diodo emissor de luz (LED) ou laser que é estável para usar um mecanismo de controle automático de ganho.

Tipos diferentes

As fontes ópticas são uma das áreas mais pesquisadas na comunicação por fibra óptica. Os seguintes tipos de fontes de luz de fibra óptica são normalmente usados em telecomunicações e comunicações de dados.

1. Lasers Fabry-Perot (lasers FP)

Os lasers Fabry-Perot (lasers FP) são a fonte de luz mais amplamente utilizada para sistemas de telecomunicações por ondas luminosas. É nomeado em homenagem aos cientistas franceses Charles Fabry e Alfred Perot.

Em um laser Fabry-Perot (FP), a luz é refletida e re-refletida entre dois “espelhos” em cada extremidade de um material semicondutor que foi polarizado eletricamente. O material e dois espelhos formam uma cavidade ressonante que determina aproximadamente o comprimento de onda da luz produzida. Um dos espelhos é apenas parcialmente reflexivo, permitindo que uma parte da luz "vaze" para uma fibra externa, enquanto a maior parte é refletida internamente. Isso é diretamente análogo a um circuito sintonizado LC ressonante de "alto Q", onde a energia circulante é muito maior do que aquela acoplada a uma carga.

A figura a seguir ilustra uma vista em corte de um laser FP paralelo à direção de emissão de luz. O laser tem duas partes: um amplificador óptico semicondutor para fornecer ganho e espelhos para formar um ressonador ao redor do amplificador.

Lasers FP

2. Lasers de Feedback Distribuído (DFBs)

Um laser de feedback distribuído (DFB) é um tipo de diodo laser, laser de cascata quântica ou laser de fibra óptica onde a região ativa do dispositivo é periodicamente estruturada como uma rede de difração. A estrutura constrói uma rede de interferência unidimensional (espalhamento de Bragg) e a rede fornece feedback óptico para o laser.

O laser DFB foi projetado para superar as deficiências espectrais do laser FP. A figura a seguir mostra a estrutura de um laser DFB. É muito semelhante a um laser FP com a adição de uma estrutura refletora de Bragg localizada próxima à região ativa emissora de luz. A grade refletora de Bragg fornece uma mudança periódica no índice de refração no guia de ondas.

DFBs

3. Laser emissor de superfície de cavidade vertical (VCSEL)

O laser emissor de superfície de cavidade vertical (VCSEL) foi originalmente desenvolvido como uma alternativa de baixo custo aos lasers FP e DFB. As primeiras aplicações comerciais desses lasers estão na área de links de comunicação de dados de alta velocidade, substituindo LEDs. Lasers de cavidade vertical emitem perpendicularmente ao plano superior de um wafer semicondutor. Ele usa um espelho dielétrico multicamadas que cresce diretamente na superfície do semicondutor, conforme mostrado abaixo.

Este espelho consiste em alternâncias de camadas de alto e baixo índice de refração para formar um refletor de Bragg. A característica distintiva desta estrutura é o comprimento extremamente curto do amplificador óptico (da ordem de 100 nm). Este comprimento é comparado ao comprimento de 300um típico de um laser FP e DFB. Este curto comprimento do amplificador limita o ganho disponível do amplificador a um valor muito pequeno.

VCSEL

4. LEDs emissores de superfície

O SLED possui materiais semicondutores de baixo bandgap imprensados entre materiais de alto bandgap, como é encontrado em lasers semicondutores. A principal diferença em um LED é que não há espelhos para fornecer feedback. A corrente é passada através da região ativa para criar pares de buracos e elétrons na região ativa de baixo bandgap. Os elétrons da banda de condução perdem energia espontaneamente e emitem fótons em todas as direções. Uma fração da luz gerada é acoplada à fibra multimodo. A fonte multimodo mais comum é o LED emissor de superfície (SLED) mostrado abaixo.

LED emissor de superfície

5. LEDs emissores de borda

O LED emissor de borda (EELED) é muito semelhante a um laser FP sem espelhos. Sua estrutura é mostrada no diagrama a seguir. Esta configuração EELED mostra dois segmentos. Um segmento é polarizado diretamente para produzir ganho em um amplificador óptico semicondutor. O outro segmento é polarizado inversamente para produzir um absorvedor óptico.

O absorvedor evita que o amplificador óptico se torne um laser FP. A saída do amplificador óptico semicondutor também é revestida com anti-reflexo para evitar ainda mais a formação de um espelho. O amplificador óptico EELED produz ASE. A luz emitida espontaneamente na entrada do amplificador produz ASE na saída do amplificador.

LEDs emissores de borda

Dicas quentes: A fonte de luz de fibra óptica da Fiber-Mart pode fornecer saída de comprimento de onda de acordo com os requisitos específicos, incluindo a fonte vermelha de 650nm, comprimento de onda de 1310nm/1550nm para a fibra monomodo e comprimento de onda de 850nm/1300nm para a fibra multimodo. Utilizados em conjunto com nosso medidor de potência de fibra óptica, atuam como uma solução econômica e eficiente para obras de rede de fibra óptica.