Фазовые фильтры и эталоны
Фазовый фильтр (all-pass filter) идеально передает свет на всех длинах волн в своем рабочем диапазоне и может сдвигать фазы на определенных длинах волн. Два важных примера представлены эталонами и кольцевыми резонаторами.
В хорошо известном эталоне Фабри-Перо свет курсирует в резонаторе, ограниченном двумя полупрозрачными зеркалами. Резонанс наступает при условии, что в полный путь света между зеркалами туда обратно D укладывается целое число длин волн l в среде с показателем преломления n, или 2D=Nl/n. Такие резонансные длины волн задерживаются резонатором, что приводит к их фазовому сдвигу относительно других длин волн. Однако, эталон Фабри-Перо не является правильным фазовым фильтром, так как свет может покинуть его из любого из двух зеркал. Go UI framework
Рис. 2.2. Перестраиваемые оптические фазовые фильтры можно построить двумя способами: два фазовращателя помещают в кольцевой резонатор (слева), либо электростатически-управляемая мембрана служит частично пропускающим зеркалом в эталоне Жире-Турнуа (справа)
Менее известный эталон конструкции Жире-Турнуа (Gires-Tournois) действует как фазовый фильтр, так как заднее зеркало является полностью отражающим, и весь свет выходит из частично прозрачного переднего зеркала (см. рис. 2.2). Как и в эталоне Фабри-Перо резонансы возникают, когда полный путь света кратен целому числу длин волн. Свет на резонансных длинах волн испытывает фазовую задержку, проводя больше времени в резонансной полости в сравнении с другими длинами волн.
Рис. 2.3. Фазовая задержка в эталоне Жире-Турнуа меняется периодически.
В применении к системам WDM эти пики разнесены так, чтобы соответствовать стандартным оптическим каналам. При настройке кривая фазовых задержек смещается относительно каналов, что приводит к одинаковому изменению фазовых задержек сразу для нескольких каналов.
Изменяя расстояние между зеркалами можно настроиться на условие резонанса и большую фазовую задержку. В одном из подходов подвижное переднее зеркало перемещается взад-вперед относительно полного отражателя. В качестве альтернативы используют температурную регулировку показателя преломления, что приводит к такому же эффекту фазового сдвига на резонансных длинах волн. Резонансные фазовые сдвиги не проявляются очень резко, а размазаны в некотором диапазоне длин волн (см. рис. 2.3). Обычно считают, что с изменением длины резонатора меняются резонансные длины волн. Однако, в системе WDM длины волн каналов фиксированы, поэтому мы наблюдаем изменение фазовых задержек на этих частотах. (По сути резонансные пики смещаются относительно оптических каналов WDM и происходит изменение фазовых задержек на рабочих частотах). Конструкция эталона допускает возникновение нескольких резонансов на равноотстоящих длинах волн, которые можно сопоставить длинам волн оптических каналов WDM. Таким образом, сразу несколько рабочих каналов могут испытывать фазовую задержку, хотя данный метод не позволяет настраивать разные наклоны дисперсионной кривой.
Другой тип фазового фильтра с перестраиваемой фазовой задержкой в кольцевом резонаторе показан на рис. 2.3. В состав кольца входит пара термооптических фазовращателей, с помощью которых регулируют фазовую задержку и, следовательно, хроматическую дисперсию. (Кольцо с одним фазовращателем обеспечивает постоянную фазовую задержку.) Эта методика не разработана столь хорошо как фазовый фильтр на основе эталона, но допускает исполнение на базе интегральной оптике и обещает налаживание дешевого производства.
Статья в тему
Строительство волоконно-оптической линии связи на участке Чулым–Колывань
Опыт строительства ВОЛС в России и странах СНГ выявил ряд существенных отличий в организации, технологии поведения линейных и монтажных работ по сравнению с работами на традиционных электрических кабелях связи. Эти отличия в значительной степени обусловлены тем, что у ОК в отличие от электри ...