I. CÁC THIẾT BỊ WDM VI QUANG:
c.Thiờ́t bị kờ́t hợp ghộp và tỏch bước sóng (MUX DMUX)
Hỡnh 2.10 thể hiện thiờ́t bị MUX-DEMUX 4 bước súng. Cỏc bước súng 0,81 àm và 0,89 àm từ hai nguồn quang khỏc nhau được ghộp thành một tia chung để truyền qua sợi quang. Cỏc bước súng 1,2 àm và 1,3 àm từ sợi quang đờ́n được tỏch thành hai tia ứng với mỗi bước súng để đưa đờ́n diode tỏch quang. Thấu kính GRIN tại cổng vào dựng loại 1/4P phõn kỡ, tại cổng ra dựng loại 1/4P hội tụ.
Trong đú:
BPF - Bộ lọc thụng giải LWPF - Bộ lọc thụng thấp SWPF - Bộ lọc thụng cao.
Độ rộng của kờnh là 25 nm và 32 nm trong cửa sổ thứ nhất; 47 nm và 50 nm trong cửa sổ thứ hai của sợi quang. Suy hao xen là 1,4 dB cho bước súng 0,89 àm; 2,6 dB cho bước súng 1,2 àm; 2,2 dB cho bước súng 1,3 àm khi dựng Laser diode và 5,2 dB cho bước súng 0,81 àm khi dựng LED. Suy hao xuyờn õm bằng -18 dB cho bước súng ngắn dựng LED, cũn nờ́u dựng Laser diode thỡ suy hao xuyờn õm bằng -3,9 dB.
Một thí dụ khỏc của bộ MUX-DEMUX dựng gương cầu lõm như hỡnh 2.11.
Cỏc đầu sợi quang đặt trờn mặt phẳng tiờu D. Gương cầu lõm A phản xạ bước súng 0,825 àm tới đầu ra. Gương cầu lõm B phản xạ bước súng 0,870 àm từ sợi chung vào và tới sợi ra. Gương cầu lõm C phản xạ bước súng 1,3 àm từ sợi chung vào và tới sợi ra khỏc. Suy hao xen và suy hao xuyờn õm như bảng dưới đõy:
0,825 àm 0,870 àm 1,3 àm
Suy hao xen (dB) 0,4 0,75 1,3
Suy hao xuyờn õm
đầu gần (dB) - 0,6 - 40
Suy hao xuyờn õm
đầu xa (dB) - 78 - 120
I.2.Thiờ́t bị WDM làm việc theo nguyờn lý tỏn sắc góc.
Thiờ́t bị WDM sử dụng bộ lọc màng mỏng khụng thích hợp cho hệ thống cú quỏ nhiều bước súng hoặc khi bước súng này quỏ gần nhau. Trong trường hợp này phải sử dụng phần tử tỏn sắc gúc. Ưu điểm của phần tử tỏn sắc gúc là tỏn xạ đồng thời tất cả cỏc bước súng.
I.2.1. Dựng lăng kính làm phần tử tỏn sắc góc.
Trong giai đoạn đầu của kỹ thuật WDM người ta thường dựng lăng kính làm phần tử tỏn sắc gúc (hỡnh 2.12). Do hiện tượng chiờ́t suất phụ thuộc vào bước súng ỏnh sỏng tức là n = n(λ) nờn chựm tia sỏng cú cỏc bước súng khỏc
nhau ở đầu vào sẽ bị lăng kính phõn thành cỏc tia sỏng đơn sắc khỏc nhau theo cỏc hướng khỏc nhau ở đầu ra theo định luật Sneel (sự phụ thuộc của chiờ́t suất vật liệu làm lăng kính theo bước súng).
i r A dn d di cos / cos sin ì = λ λ (2.1) Với: i là gúc tới i’ là gúc lú
A là gúc đỉnh của lăng kính
n là chiờ́t suất vật liệu làm lăng kính.
Nhược điểm: tỏn sắc dựng lăng kính cú mức độ tỏn sắc thấp, nờn khú tỏch được cỏc bước súng gần nhau. Vỡ vậy người ta chỉ cú thể dựng lăng kính trong trường hợp tỏch cỏc bước súng ở hai cửa sổ truyền dõ̃n khỏc nhau (ví dụ bước súng λ1 ở cửa sổ 1300 nm; bước súng λ2 ở cửa sổ 1550 nm). Do nhược điểm khụng tỏch được cỏc tia sỏng cú bước súng gần nhau nờn lăng kính ngày nay khụng được sử dụng trong cụng nghệ WDM nữa, thay vào đú người ta sử dụng cỏch tử nhiễu xạ làm phần tử tỏn sắc gúc.
I.2.2. Dựng cỏch tử làm phần tử tỏn sắc góc.a. Mở đầu. a. Mở đầu.
Cỏch tử được cấu tạo gồm nhiều rónh (như răng cưa), được khắc bằng dụng cụ kim cương, trờn bề mặt của cỏc rónh này được phủ một lớp phản xạ, số lượng rónh trờn cỏch tử cú thể lờn tới vài nghỡn rónh trờn 1 mm. Cỏch tử cú khả năng truyền hoặc tỏn xạ ỏnh sỏng theo những hướng nhất định tuỳ thuộc vào bước súng của ỏnh sỏng đú. Gúc tỏn xạ phụ thuộc vào khoảng cỏch rónh (gọi là bước cỏch tử) và gúc tới.
Cũng giống như lăng kính, ỏnh sỏng khụng đơn sắc ở đầu vào, sau khi qua cỏch tử sẽ được tỏch thành cỏc tia sỏng đơn sắc ở đầu ra theo cỏc gúc khỏc nhau. Khỏc với lăng kính, cỏch tử nhiễu xạ cho cỏc gúc tỏn xạ lớn hơn.
Khi tỏch kờnh (tỏch bước súng) bằng cỏch tử, nguồn sỏng tới gồm nhiều bước súng từ sợi quang sẽ được tỏch ra thành cỏc tia đơn sắc tương ứng với cỏc bước súng được truyền trờn sợi theo cỏc gúc khỏc nhau. Ngược lại khi ghộp kờnh, một số kờnh bước súng λ1, λ2,..., λn đờ́n từ cỏc hướng khỏc nhau cú thể được kờ́t hợp thành một hướng và được đưa tới truyền dõ̃n trờn cựng một sợi quang.