Классификация элементной базы ВОСП

К оптоэлектронным и квантовым устройствам информатики относятся: оптические запоминающие устройства, оптические диски, оптические процессоры и ряд других приборов и устройств, с физическими принципами и эффектами, лежащими в основе их функционирования Вы подробно познакомитесь в Теме 5 данной дисциплины.

Проведем классификацию устройств оптической и квантовой электроники, находящих применение в системах передачи оптического диапазона, в первую очередь, в ВОСП. В связи с разнообразным назначением изучаемых устройств в данной области целесообразно в качестве классификационного признака выбрать принадлежность к тому или иному компоненту ВОСП.

Компонент ВОСП – это изделие оптики, оптоэлектроники или оптикомеханическое изделие, являющееся частью ВОСП, которое может быть выделено как самостоятельное с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации, и предназначенное для выполнения одной или нескольких функций по формированию, передаче, распределению, преобразованию и обработке оптического сигнала.

Оптический сигнал (ОС) – это оптическое излучение, один или несколько параметров которого изменяются в соответствии с передаваемой информацией.

В соответствии с указанными функциями рассмотрим классификацию компонентов ВОСП и выделим изделия квантовой и оптической электроники, их реализующие или входящие в их состав (на самоподготовке – зарисовать в конспект рис.1.1 из [5]).

1. Формирование ОС – передающие оптоэлектронные модули. Включают в свой состав:

- источник излучения (лазер – источник когерентного ОИ, квантовый генератор ОИ,

светоизлучающий диод (СИД) – источник некогерентного ОИ);

- устройства управления – устройства, изменяющие параметры ОИ под действием управляющего сигнала по заданному закону (затворы, преобразователи частоты, модуляционные устройства (оптический модулятор, оптический дефлектор)).

Классификацию используемых лазеров можно провести по следующим признакам: вид накачки, вид активного вещества, вид работы, модовая структура ОИ.

Классификацию используемых модуляционных устройств можно провести по принципу действия (электрооптические, магнитооптические, акустооптические).

2. Передача ОС – оптические кабели. Включают в свой состав:

- оптические волокна;

- оптические соединители.

3. Преобразование и обработка ОС – оптические усилители, оптические фильтры, преобразователи пучка ОИ, приемные оптоэлектронные модули.

Оптический усилитель – законченное изделие оптоэлектроники, предназначенное для усиления амплитуды ОС.

Оптический фильтр – устройство, предназначенное для выделения или подавления одной или нескольких составляющих ОИ по заданному закону.

Преобразователь пучка ОИ – устройство, с помощью которого изменяются параметры пучка лазерного излучения (коллиматоры, устройства фокусировки, пространственные фильтры).

Приемные оптоэлектронные модули включают в свой состав:

- приемник излучения – чувствительный к оптическому излучению оптоэлектронный прибор, конструкция которого предусматривает его сочленение с ОВ (фотоэлектрический полупроводниковый приемник излучения (ФЭПП) – основан на внутреннем фотоэффекте в полупроводниках (р-i-n и лавинные фотодиоды);

- схема предварительного усиления фотосигнала (объединяются с ФЭПП в фотоприемное устройство (ФПУ));

- электронные схемы обработки электрического сигнала и стабилизации режимов работы;

- оптический соединитель или отрезок ОК.

4. Распределение ОС – оптические разветвители, оптические коммутационные приборы.

Оптический разветвитель – оптический многополюсник, в котором подаваемое на часть полюсов излучение распределяется между его остальными полюсами.

Оптический коммутационный прибор – оптоэлектронное или оптико-механическое изделие, осуществляющее оптическую коммутацию полюсов компонентов ВОСП.