Итак, отличия лaзq)нoгo излучения от излучения СИД следующие:

Высокая монохромностъ: излучение имеет узкую спектральную ширину. Идеальная монохромностъ означает наличие только одной длины волны в выходном излучении. В отличие от СИД лазерное излучение не имеет непрерывного спектра, а представляет собой дискретный набор длин волн вокруг центральной длины волны.

Когерентность: излучение синхронизировано, фазы излучаемых фотонов совпадают.

Узкая направленность: свет излучается в узкий диапазон углов и пучок света имеет малую поперечную дисперсию. Поперечной дисперсией называется увеличение диаметра пучка света по мере распространения от источника.

Безопасность

Источники, используемые в волоконной оптике, - лазеры и особенно СИД - излучают интенсивное инфракрасное излучение, невидимое для человеческого глаза. Данное излучение может постепенно отрицательно воздействовать на сетчатку глаза и приводить к ее повреждению и даже к потере зрения. Никогда не допускайте попадания излучения из источника или из волокна, подключенного к источнику, в глаза. Прежде чем осматривать выходное отверстие источника или волокно, убедитесь, что источник отключен. Помните, что нельзя видеть, включен источник или нет. Будьте осторожны.

Характеристики источников

Этот раздел посвящен описанию основных характеристик источников. В ходе изложения будут сравниваться СИД и лазеры. Данное сравнение позволит определить пригодность того или другого вида источников для различных применений. В таблице 8.1 представлены характеристики лазеров и светоизлучаюшдх диодов.

Таблица 8.1. Сравнительные характеристики лазеров и СИД.

Параметр СИД Лазер

Выходная мощность

Выходной мощностью называется мощность излучения при специфищфо-ванном значении управляющего тока. Как показано на рис. 8.7, СИД излучает большую мощность по сравнению с лазером, работающим ниже порога генерации. Выше порога генерации мощность лазера резко возрастает и непрерывно увеличивается вместе с силой управляющего тока. В зависимости от мощности источники света могут быть расставлены в следующем порядке: лазеры, диоды с выходом излучения через боковую грань кристалла, диоды с выходом излучения через всю поверхность кристалла.

&

ш t.

Лазер

1(Й 1М

Сила тока (мА)

Рис. 8.7. Ззвисимость выходной мотиности от силы тока (рисунок предоставлен АМР 1псофога1ес1)

Выходная диаграмма

Выходная диаграмма света является важной характеристикой для волоконно-оптических приложений. После выхода света из источника начинается расширение светового пучка, и только малая его часть в действительности попадает в волокно. Чем уже выходная диаграмма, тем большая часть света может попасть в волокно. Хорошие источники должны иметь малые диаметры выходных пучков света и малую апертуру (NA). Диаметр выходного пучка Определяет величину его поперечного сечения. Апертура NA определяет диапазон углов, в которых происходит излучение света. Если диаметр выходного пучка или его апертура превышают соответствующие характеристики волокна, в которое вводится излучение, некоторая часть излучения утрачивается и не попадает в волокно. На рис. 8.8 представлены типичные угловые диаграммы излучения диодов и лазеров.

РиС> 8.8. Выходная диаграмма

Когда выходной диаметр источника не соответствует диаметру ядра волокна, то потери излучения, связанные с рассогласованием данных характеристик, могут быть определены на основе следующего выражения:

Потери отсутствуют, когда диаметр ядра волокна превосходит диаметр источника.

Когда апертура NA источника больше, чем NA волокна, то потери, вызванные этим рассогласованием, равны

1088(Ца = 10 log

NA f

Потери отсутствуют в противоположном варианте, когда большей является NA волокна.

Рассмотрим, например, источник с выходным диаметром 100 микрон и NA, равной 0.3, и подключенное к нему волокно с диаметром ядра 62.5 микрон и NA=0.275. В данном случае потери из-за рассогласования характеристик равны

= 10 logio (0.390625) = -4.1дБ

loss,

10 logio 10 logio (0.9M444)

= -0.8дБ

Общие потери составляют 4.9 дБ. Если выходная мощность источника составляет 800 мкВт, то только около 260 мкВт попадут в волокно.

В одномодовом волокне необходимо применение лазера. Лазер обеспечивает узкий пучок света высокой интенсивности, сравнимый с малым размером ядра одномодового волокна. Угловая диаграмма лазерного излучения ближе к эллиптической форме, чем к сферической.