Эффективность связи со световодом

С учетом различия апертур источника излучения и световода разработан ряд элементов ввода – вывода излучения. Они выполняют функцию оптического согласования угловых апертур активных элементов (светодиодов и лазеров) и световодов. Показатели преломления полупроводниковых материалов, из которых изготавливаются СИД (светоизлучающие диоды) и ППЛ (полупроводниковые лазеры), имеют размерность около 3,5 (ППЛ» 3,5), а стекловолокно – около 1,5. Еще больше проблем с выводом / вводом излучения через воздушный зазор, т.к. показатель преломления воздуха мало отличается от единицы (n= 1,001). Условие полного внутреннего отражения при распространении света на границе раздела сред полупроводник – воздух имеет вид

, aкр = критический угол вывода (рисунок 3.18)

Рисунок 3.18 Вывод излучения из светодиода.

Ограничивающие явления – дифракция на краю линзы.

Для повышения эффективности ввода излучения в стекловолокно используются различные линзы, позволяющие сконцентрировать световой луч, что эквивалентно увеличению апертуры.

На рисунках 3.19 – 3.22 представлены различные линзовые соединители [6, 8], которые согласуют световоды и излучатели.

Рисунок 3.19 Согласование линзой на световоде

Рисунок 3.20 Согласование линзой на излучателе

Рисунок 3.21 Согласование градановой линзой

Приведенные на рисунках примеры линзовых соединителей (микролинз, торцевых линз, граданов) не исчерпывают все возможные способы.