Przy światłowodowych transmisjach o dużej przepływności istotna jest czystość interfejsów optycznych na całej trasie łącza optycznego. W przypadku transmisji jednomodowym włóknem światłowodowym sygnału optycznego o poziomie mocy przekraczającym 200 mW (23 dBm) w miejscach połączeń światłowodów, w przypadku ich zabrudzenia, może dochodzić do wypalania rdzeni. Zjawisko to określane jest jako efekt kraterowania.
na skutek transmisji dużej mocy optycznej przez zabrudzone złącze.
Jego przyczyną są spalające się drobiny zanieczyszczeń znajdujące się w świetle rdzenia włókna. W przypadku transmisji dużych mocy optycznych, nawet najmniejsze drobiny niezauważalne pod mikroskopem, ulegając spaleniu uszkadzają włókna. Efekt ten występuje na skutek bardzo dużej gęstości mocy na powierzchni łączonych rdzeni. Gęstość mocy w przekroju rdzenia o średnicy 9 μm przy transmisji sygnału optycznego o mocy 1000 mW (30 dBm) osiąga wartość 16 mW/μm2. Sposobem uniknięcia uszkadzania złączy w takich sytuacjach byłoby ich utrzymywanie w idealnej czystości. Wymaganie to nie jest do spełnienia w rzeczywistych warunkach eksploatacji złączy. Jedyną skuteczną metodą całkowitej eliminacji efektu kraterowania rdzeni włókien przy transmisjach dużych mocy jest zastosowanie złączy jednodomowych z poszerzoną średnicą rdzeni włókien w miejscu ich połączenia. Technologię produkcji takich interfejsów optycznych opracowano w firmie Diamond. Dzięki wbudowanym w ferrulę odcinkom włókna gradientowego zwiększona zostaje powierzchnia styku rdzeni włókien z 64 μm2 do 1260 μm2.
Źródło: http://www.diamond-fo.com
Uzyskany efekt transmisji poszerzoną wiązką pozwala na znaczne obniżenie gęstości mocy w miejscu łączenia włókien i zmniejszenie wrażliwości złącza na zabrudzenia. Przy transmisji sygnału o mocy 1000 mW, gęstość mocy na styku rdzeni maleje do wartości 0,8 mW/μm2. Szkło kwarcowe, z którego wykonane jest włókno światłowodowe ulega uszkodzeniu na skutek generowanego ciepła przy gęstości mocy osiągającej wartość 3 mW/μm2.
Skuteczność tej metody dobrze obrazuje następujące porównanie: gęstość mocy na styku włókien z rdzeniem o średnicy 9 μm przy transmisji sygnału o mocy 250 mW wynosi 4 mW/μm2, a przy transmisji sygnału o mocy 3 W przez włókna gradientowe o średnicy rdzeni 40 μm wynosi 2,4 mW/μm2. Jak widać transmisja sygnału o mocy 3 W przez złącze mocy jest bezpieczna, gęstość mocy nie przekracza 3 mW/μm2, natomiast dla mocy 250 mW transmitowanej przez połączenie włókien z rdzeniami o średnicy 9 μm2 spowoduje zniszczenie włókien, w przypadku istnienia zabrudzeń, gdyż gęstość mocy na powierzchni styku przekracza 3 mW/μm2.
Zastosowanie złączy światłowodowych z interfejsem PS rozwiązuje problem wydzielania ciepła w świetle zanieczyszczonych rdzeni włókien, jednakże sprawa zachowania czystości złączy i adapterów pozostaje nadal bardzo istotna.
Wykorzystując technologię aktywnego centrowania rdzenia włókna światłowodowego można uzyskać bardzo niską wartość tłumienia interfejsów PS dzięki justowaniu kąta wyjścia światła z zakończenia światłowodu. Tego rodzaju interfejs może być stosowany w większości typów złączy, lecz ze względu na bezpieczeństwo, sugerowane jest ich użycie w obudowach standardu E-2000™ i F-3000™. Złącza te wyposażone są w zintegrowane klapki zasłaniające czoło ferruli po ich wypięciu z adaptera.
Specyfikacja interfejsu optycznego PS:
- ferrule klasy 0.1dB o tolerancji średnicy < 0.2μm,
- aktywne centrowanie rdzenia włókna światłowodowego z zawężoną wartością kąta wyjścia światła z czoła ferruli < 0.15°,
- niecentryczość < 3,5μm,
- powiększona średnica pola modów: < 35μm,
- 100% kontrola czoła ferruli.
Geometria czoła ferruli:
- czoło ferruli 4° APC,
- promień czoła ferruli (10÷20) mm,
- apex: 50μm,
- położenie włókna (-50÷200) nm (wartość ujemna oznacza podcięcie włókna).
Kontakt do autora:
mgr inż. Tomasz Rogowski
Kierownik Działu Rozwoju
e-mail: t.rogowski@optomer.pl
tel.: +48 42 611 01 00 wew. 31
Kontakt do Działu Sprzedaży:
e-mail: sprzedaz@optomer.pl
tel.: +48 42 650 53 33
Pobierz artykuł w wersji PDF z Centrum Wiedzy firmy OPTOMER: pobierz!