CZ36461U1 - Optický detekční modul - Google Patents

Description

Optický detekční modul

Oblast techniky

Technické řešení se týká optického detekčního modulu.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou pro detekci velmi slabých signálů využívány především lavinové fotodetektory, tj. APD, nebo tzv. ΡΙΝ-FET detektory. Výhodou těchto současných detektorů je relativně dobrá citlivost. Hlavními nevýhodami jsou však vysoký vlastní šum v případě APD fotodetektorů, a omezená šířka pásma v případě ΡΙΝ-FET, které zamezují možnosti jejich využití v aplikacích, jako jsou distribuované optické vláknové senzory využívající rozptylové jevy ve vlákně.

Cílem vynálezu je představit takové zařízení, které by výše uvedené nevýhody stavu techniky odstranilo.

Podstata technického řešení

Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry optický detekční modul obsahující konektor a laserovou diodu, jejichž výstupy jsou vyvedeny na první slučovač propojený s optickým vláknem, jež je následně propojeno s druhým slučovačem propojeným s fotodetektorem, jehož podstata spočívá v tom, že vstupní konektor je určen k připojení jedno vidového vlákna nebo kabelu s jedno vidovým optickým vláknem a uzpůsoben k umožnění navázání optického signálu, přičemž ve vlákně je jeden aktivní signál v rozsahu 1530 až 1570 nm.

Ve výhodném provedení je vstupní konektor telekomunikačním konektorem s broušením pod úhlem - typ APC.

V jiném výhodném provedení čerpací laserová dioda emituje v oblasti vlnové délky 960 až 990 nm.

V jiném výhodném provedení jsou slučovače typu 980/1550 nm.

V jiném výhodném provedení je slučovač dále určen k navázání signálu z čerpací laserové diody a/nebo je použita druhá čerpací dioda.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude dále přiblíženo pomocí obrázku obr. 1, který představuje blokové schéma optického detekčního modulu podle technického řešení.

Příklad uskutečnění technického řešení

Optický detekční modul podle technického řešení, zobrazený na obr. 1, obsahuje vstupní konektor 1 a laserovou diodu 6, j ej ichž výstupy jsou opticky vyvedeny na první slučovač 2 opticky propojený s optickým vláknem 3, jež je následně opticky propojeno s druhým slučovačem 4 opticky propojeným s fotodetektorem 5.

- 1 CZ 36461 UI

Vstupní konektor 1 je určený pro připojení jednovidového vlákna nebo kabelu s jednovidovým optickým vláknem a umožňuje navázání optického signálu, přičemž je nutné zajistit, aby ve vlákně byl jeden aktivní signál v rozsahu 1530až 1570 nm. Jde o standardní telekomunikační konektor, lépe s broušením pod úhlem - typ APC (tj. „Angled Physical Contact”).

První slučovač 2 je určen k navázání optického signálu z laserové diody 6. Výhodně je typu 980/1550 nm.

Optické vlákno 3 je určeno k zesilování v oblasti 1530 až 1570 nm. Ve výhodném provedení je provedené jako křemenné s dopováním prvku Erbium.

Druhý slučovač 4 je určen k vyvázání nedočerpaného signálu z laserové diody 6, případně pro navázání optického signálu v oblasti vlnových délek 960 až 990 nm. Může být použita i druhá čerpací dioda. Výhodně je druhý slučovač 4 typu 980/1550 nm.

Fotodetektor 5 je určen k opto-elektrické konverzi signálu. Výhodně je provedený jako InGaAs fotodetektor.

Laserová dioda 6 je určena ke generování optického signálu v oblasti vlnových délek 960 až 990 nm.

Podstatou funkce optického detekčního modulu podle technického řešení je optické předzesílení signálu. K předzesílení je využito Erbiem dopované vlákno 3 s čerpací laserovou diodou 6 emitující v oblasti vlnové délky 980 nm. Je výhodné, jestliže je pro navázání čerpací laserové diody 6 do Erbiem dopovaného vlákna 3 a současně pro vyvázání nevyčerpaného signálu za Erbiem dopovaným vláknem 3 je využit slučovač 980/1550 nm. Předzesílení slabého optického signálu před jeho samotnou detekcí, podle technického řešení, umožňuje detekci rychlých, avšak výkonově velmi slabých signálů a současně zvyšuje dynamický rozsah měřených signálů v případě měřené zpětně rozptýlených signálů.

Použití optického detekčního modulu podle technického řešení je výhodné především pro příjem velmi slabých optických signálů, např. v oblastech, kde je potřeba detekovat velmi slabé, ale přitom rychlé signály, a kde není možné použít pomalé detektory s vysokou citlivostí, např. v oblasti optických vláknových senzorů. Dalšími oblastmi možného uplatnění je u přenosu radiového signálu optickým vláknem, tzv. RoF (tj. „Radio over Fiber“), nebo u datových přenosů s modulací, tzv. OOK (tj. „On-off keying“).

Výhodou optického detekčního modulu podle technického řešení je, že umožňuje zesílení signálu v optické rovině a následně detekci pomocí běžných rychlých PIN fotodetektorů, redukuje nároky na prostor z důvodu integrace zesilovací a detekční části do jednoho řešení, a umožňuje měnit parametry zesílení řízením elektrického proudu laserové diody.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Optický detekční modul obsahující vstupní konektor (1) a laserovou diodu (6), jejichž výstupy jsou vyvedeny na první slučovač (2) propojený s optickým vláknem (3), jež je následně propojeno 5 s druhým slučovačem (4) propojeným s fotodetektorem (5), vyznačující se tím, že vstupní konektor (1) je určen k připojení jednovidového vlákna nebo kabelu s jednovidovým optickým vláknem a uzpůsoben k umožnění navázání optického signálu, přičemž ve vlákně je jeden aktivní signál v rozsahu 1530 až 1570 nm.
2. 2. Optický detekční modul podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstupní konektor (1) je to telekomunikačním konektorem s broušením pod úhlem - typ APC.
3. 3. Optický detekční modul podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že čerpací laserová dioda (6) emituje v oblasti vlnové délky 960 až 990 nm.
4. 4. Optický detekční modul podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že slučovače (2, 4) jsou typu 980/1550 nm.

   15 5. Optický detekční modul podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že slučovač (4) je dále určen k navázání signálu z čerpací laserové diody (6) a/nebo je použita druhá čerpací dioda.