Introduction aux coupleurs à fibre optique

- Apr 29, 2019-

Introduction aux coupleurs à fibre optique


Un coupleur de fibre optique est un dispositif utilisé dans les systèmes de fibre optique avec une ou plusieurs fibres d'entrée et une ou plusieurs fibres de sortie, ce qui diffère des dispositifs WDM. Le multiplexeur et le démultiplexeur WDM divisent la lumière de fibre de longueur d'onde différente en différents canaux, tandis que les coupleurs de fibre optique divisent la puissance lumineuse et l'envoient à un canal différent.

Bande passante
La plupart des types de coupleurs ne fonctionnent que dans une plage de longueur d'onde limitée (largeur de bande limitée), car la force de couplage dépend de la longueur d'onde (et souvent également de la polarisation). C'est une propriété typique de ces coupleurs où le couplage se produit sur une certaine longueur. Les largeurs de bande typiques des coupleurs fondus sont de quelques dizaines de nanomètres. Dans les lasers et les amplificateurs à fibre de forte puissance, les coupleurs de fibre multimodes sont souvent utilisés pour combiner le rayonnement de plusieurs diodes laser et les envoyer dans la gaine interne de la fibre active.

Structure
Un coupleur de fibre optique de base possède N ports d’entrée et M ports de sortie. N et M sont généralement compris entre 1 et 64. M est le nombre de ports d'entrée (un ou plusieurs). N est le nombre de ports de sortie et est toujours égal ou supérieur à M. Le nombre de ports d'entrée et de ports de sortie varie en fonction de l'application prévue pour le coupleur.

La lumière d'une fibre d'entrée peut apparaître sur une ou plusieurs sorties, la distribution de l'énergie dépend potentiellement de la longueur d'onde et de la polarisation. Ces coupleurs peuvent être fabriqués de différentes manières:
Certains coupleurs utilisent des fibres polies latéralement, permettant d'accéder au cœur de la fibre;
Les coupleurs peuvent également être fabriqués à partir d'optiques en vrac, par exemple sous la forme de microlentilles et de diviseurs de faisceaux, qui peuvent être couplés à des fibres («fibres à queue de cochon»).

Les types
Les coupleurs de fibres optiques peuvent être des dispositifs passifs ou actifs. Les coupleurs passifs de fibres optiques sont de simples composants de fibres optiques utilisés pour rediriger les ondes lumineuses. Les coupleurs passifs utilisent des microlentilles, des barreaux et des séparateurs de faisceau à gradient d'indice de réfraction (GRIN), des mélangeurs optiques ou bien épissent et fondent ensemble le coeur des fibres optiques. Les coupleurs de fibres optiques actifs nécessitent une source d'alimentation externe. Ils reçoivent des signaux d'entrée, puis utilisent une combinaison de détecteurs à fibre optique, de convertisseurs optique-électrique et de sources lumineuses pour transmettre des signaux à fibre optique.

Les types de coupleurs de fibres optiques comprennent les diviseurs optiques, les combineurs optiques, les coupleurs X, les coupleurs en étoile et les coupleurs en arborescence. L'appareil permet la transmission d'ondes lumineuses à travers plusieurs chemins.

Les coupleurs fondus sont utilisés pour diviser des signaux optiques entre deux fibres ou pour combiner des signaux optiques de deux fibres en une seule fibre. Ils sont construits en fusionnant et en effilant deux fibres ensemble. Cette méthode fournit une méthode simple, robuste et compacte pour séparer et combiner des signaux optiques. Les pertes en excès typiques sont aussi faibles que 0,2 dB, tandis que les taux de séparation sont précis à ± 5% à la longueur d'onde de conception. Les appareils sont bidirectionnels et offrent une faible rétroréflexion. La technique convient le mieux aux coupleurs monomodes et multimodes.

Les choix de coupleur de fibre optique incluent également une bande étroite à fenêtre unique, une large bande à fenêtre unique et un coupleur à fibre optique à large fenêtre double fenêtre. Le coupleur de fibre optique à fenêtre unique est à une longueur d'onde de travail. Le coupleur de fibre optique à double fenêtre est à deux longueurs d’onde de travail. Pour les fibres monomodes, optimisé pour 1310 nm et 1550 nm; Pour les fibres multimodes, optimisé pour 850 nm et 1310 nm.


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