CC BY
22вкво-2019 -- вкво-2019 Волоконные световоды и волоконно-оптические компоненты
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СПЛАВНЫХ WDM-МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ
В ЖЕСТКИХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
*
Елизаров С.Г., Ключник Н.Т., Ленин М.М. , Иванов Д.А., Яковлев М.Я.
ЗАО «ЦНИТИ «Техномаш-ВОС», г. Москва * E-mail: [email protected]
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16090
Волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) со спектральным уплотнением каналов находят все более широкое применение в бортовых информационно-измерительных системах подвижных объектов [1]. Одним из важных компонентов таких систем является двухволновый WDM-демультиплексор с рабочими длинами волн 1,31 и 1.55 мкм, использующийся в частности для организации дуплексной связи по одному оптическому волокну. Для создания двухволновых WDM-мультиплексоров широко используется технология сплавления с одновременной биконической растяжкой двух одномодовых волокон (технология FBT). В настоящей работе приведены результаты исследования влияния механических и температурных воздействий на характеристики сплавных волоконно-оптических WDM-мультиплексоров. Приведены методики динамического контроля параметров сплавных WDM-мультиплексоров в процессе вибрационных воздействий [2].
Структура двухканального сплавного WDM-мультиплексора приведена на рис. 1 [3]. Такое устройство представляет собой биконический одномодовый разветвитель и включает два сплавленных боковыми поверхностями оптических волокна. На участке сплавления волокон сформирована общая суженная зона, которая является областью связи. Основными характеристиками WDM-мультиплексора являются вносимые потери А и коэффициент изоляции Киз. Необходимые характеристики достигаются путем контролируемого растяжения и формирования биконической перетяжки. Коэффициент связи, определяющий значения мощности излучения в выходных каналах WDM-мультиплексора, зависит от длины области связи L и длины волны излучения. Это позволяет при определенном значении L обеспечить спектральное разделение заданных рабочих длин волн в выходных каналах мультиплексора. После формирования биконической перетяжки с нужными свойствами оптические волокна закрепляются с помощью УФ-компаунда на подложке из кварцевого стекла.
Рис. 1. Двухканальный WDM-мультиплексор на основе сплавного биконическогоразветвителя
(схематическое изображение)
FBT мультиплексоры изготавливались на промышленной установке для изготовления разветвителей FCI-0201 фирмы NTT AT (Япония). Длина биконического участка составляла 50 мм.
Для исследования воздействия вибрации был разработан стенд [2], структурная схема которого приведена на рис. 2.
Стенд позволяет осуществлять вибрационные воздействия с возможностью свипирования частоты вибрации в диапазоне 10-5000 Гц и строить в автоматическом режиме графические зависимости оптической мощности в выходных каналах исследуемого образца от частоты вибрации. Испытания проводились при виброускорении 10 g.
На рис. 3 приведены экспериментальные зависимости оптической мощности на изолированном выходе WDM-мультиплексора от частоты вибрации, полученные с помощью измерителей оптической мощности, различающихся частотой дискретизации и временем усреднения сигнала. Для наглядности показан участок полосы 1700-1800 Гц, соответствующий критической частоте исследуемого образца.
Показано влияние характеристик используемых измерителей оптической мощности на результаты измерений оптических параметров исследуемых образцов. При использовании измерителя EXFO PM-1600 (с частотой дискретизации 4 КГц) было зафиксировано изменение коэффициента изоляции на критической частоте на 6 дБ. Измеритель Keysight N7744A (с частотой дискретизации
180
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» [email protected]
вкво-2019 Волоконные световоды и волоконно-оптические компоненты
1 МГц) при испытаниях того же образца показал уменьшение коэффициента изоляции канала более чем на 9,5 дБ.
9
Измеритель стпттческсй мощности
1 2 .1
ПК Л Ц] 1 Усшштепь
МОЩНОСТИ
7 8 Источник
WDM оптической мощности
1
5 6
Ннбростенл AKtorcpoMCip
Усилитель скгпала
Рис. 2. Структурная схема испытательного вибростенда: 1 - персональный компьютер (ПК) с управляющей программой; 2 - аналого-цифровой преобразователь; 3 - усилитель мощности
Бгие1&К)'аег 2719; 4 - усилитель-формирователь сигнала Бгие1&К)'аег 2626; 5 - вибростенд электродинамический Бгие1&К)аег 4808; 6 - акселерометр Бгие1&К)'аег 4332; 7 - исследуемый ШБМ-мультиплексор ; 8 - источник оптического излучения; 9 -измеритель оптической
мощности
Таким образом, было выявлено значительное ухудшение коэффициента изоляции на критической частоте сплавных WDM-мультиплексоров. Это может приводить к значительному возрастанию коэффициента ошибок в ВОСП со спектральным уплотнением и, как следствие, потере работоспособности указанных систем.
а)
Рис. 3. Экспериментальные зависимости оптической мощности на изолированном выходе ШБЫ-мультиплексора от частоты вибрации, полученные с использованием измерителей оптической мощности ЕХГО РМ-1600(а) и Кеу51§Ы Ы7744Л (б)
Было исследовано влияние температуры в диапазоне от -60 до +85 С на характеристики изготовленных образцов WDM-мультиплексоров. Показано, что в указанном диапазоне температур изменение вносимых потерь не превышало 0,5 дБ, а коэффициент изоляции составлял не менее 17 дБ.
В работе предложены методы по обеспечению стойкости сплавных WDM-мультиплексоров к жестким условиям эксплуатации.
Литература
1. Иванов В.И, Применение технологии WDMв современных сетях передачи информации. 1, 4-6 (2010)
2. Елизаров С.Г. и др., Характеристики сплавных WDM-мультиплексоров в условиях механических воздействий на резонансных частотах //Материалы Международной научно-технической конференции INTERMATIC-20173, 630-633 (2017)
3. Наний О.В., Основы технологии спектрального мультиплексирования каналов передачи (WDM) //Lightwave Russian Edition 2, 47-52 (2004)
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019»
