Fiberoptik - dette udtryk betyder
Fiberoptiske enheder omfatter lasere , forstærkere, multipleksere , demultipleksere og en række andre. Fiberoptiske komponenter omfatter isolatorer, spejle, stik, splittere osv. Grundlaget for en fiberoptisk enhed er dens optiske kredsløb - et sæt fiberoptiske komponenter forbundet i en bestemt rækkefølge. Optiske kredsløb kan være lukkede eller åbne, med eller uden feedback.
Figur 1 viser det enkleste skema for en fiberoptisk laser. Bogstaverne angiver: A - aktiv fiber , D - pumpediode , M1 og M2 - spejle. Som i tilfældet med konventionelle lasere har vi her en resonator med et aktivt medium, dannet af en aktiv fiber og spejle. Spejle giver feedback. Et af spejlene kan have 100% refleksion. Så vil strålingen kun komme ud fra den modsatte ende af resonatoren. Der kan være flere pumpedioder, og de kan være placeret på hver sin side af resonatoren.
Figur 2 viser det enkleste fiberoptiske forstærkerkredsløb . Det ligner laserkredsløbet, med den eneste undtagelse, at spejlene erstattes af isolatorer for at undertrykke feedback. Isolatorer tillader lys at passere i kun én retning.
Et spejl er en komponent, der reflekterer stråling af en bestemt frekvens med en bestemt refleksionskoefficient . Filteret passerer til gengæld stråling af en bestemt frekvens, normalt i et snævert frekvensområde, og absorberer eller spreder resten af strålingen. Til fremstilling af spejle og filtre anvendes diffraktionsgitre , aflejret på fiberkernesektionen. En analog af slaget udføres af ultraviolet belysning, som ændrer fiberens egenskaber ved bestrålingspunktet. Det samme diffraktionsgitter for forskellige signalfrekvenser vil enten være et spejl eller et filter. På basis af langtidsfibergitre kan der skabes bredbåndsfiltre , der absorberer i et bestemt bølgelængdeområde.
De er to parallelle fibre, blottet for en kappe og i kontakt med hinanden. Kontakten og fikseringen af fibrene opnås ved høje temperaturer - over fiberens smeltepunkt. Således er sektioner af fibrene smeltet sammen. Afhængigt af længden af den fælles sektion, som et resultat af bølgeinterferens, er det muligt at opnå et vilkårligt delingsforhold af udgangssignalet over to udgangsfibre.
Kombinere og splittere kan også være baseret på mikrooptiske elementer, herunder mikrolinser og delvist transparente spejle med en given divisionsfaktor.
Designs fra 1980'erne er kendte. med poleret til en lysledende kerne og mekanisk forbundne fibre. Legerede er dog de mest almindelige.
En fiber, der er i stand til at forstærke eller generere et signal med en bestemt frekvens. Dette opnås ved at indføre sjældne jordarters metaller i kvartsfiberen, afhængigt af den nødvendige forstærkningsfrekvens. Således giver ytterbium ( Yb ) urenheder forstærkning ved en bølgelængde på 1,06 µm, og erbium ( Er ) ved en bølgelængde på 1,5 µm. Amplifikationstoppen bestemmes af gennemsigtighedstoppen for en bestemt urenhed.
En fiber, der ikke har forstærkende egenskaber. Bruges til at forbinde fiberoptiske komponenter til hinanden, samt til at øge den samlede længde af det optiske kredsløb, hvis det er nødvendigt.
Som i tilfældet med konventionelle lasere er pumpning af det aktive medium nødvendig for at starte amplifikation og generering. Halvlederlaserdioder bruges til at pumpe aktive fibre. Ved udgangen af halvlederkrystallen kollimeres laserstrålen og sprøjtes ind i fiberen. Valget af pumpediodernes bølgelængde skyldes absorptionstoppene af aktive fibre, som falder på snævre områder i områderne 0,81 μm, 0,98 μm og 1,48 μm. For ytterbiumfibre er pumpningen mest effektiv i området 0,95-0,98 μm.
Ser man på forholdet mellem pumpe- og signalbølgelængder, kan man bestemme den maksimalt mulige effektivitet af lasere og forstærkere. For ytterbiumfibre vil det være 0,95: 1,06 = 90%. I praksis er effektiviteten selvfølgelig lavere.