फाइबर ऑप्टिक आइसोलेटर: बैक रिफ्लेक्शन और ऑप्टिकल फीडबैक को कम करना

यह अंतर लेजर, एम्पलीफायर, सेंसिंग और अन्य प्रतिबिंब-संवेदनशील प्रणालियों में मायने रखता है। कनेक्टर्स, स्प्लिसेस, फिल्टर, परावर्तक नमूने, झंझरी और डाउनस्ट्रीम ऑप्टिक्स ऑप्टिकल ऊर्जा को एक स्रोत की ओर लौटा सकते हैं। आइसोलेटर उन प्रतिबिंबों को बनने से नहीं रोकता है; यह रिवर्स-ट्रैवलिंग ऑप्टिकल पावर की मात्रा को कम कर देता है जो संरक्षित डिवाइस में फिर से प्रवेश कर सकता है।

जिन पाठकों को बुनियादी फैराडे तंत्र के गहन उपचार की आवश्यकता है, वे FOCC का भी उल्लेख कर सकते हैंऑप्टिकल आइसोलेटर कार्य-सिद्धांत मार्गदर्शिका. इसके बजाय यह आलेख बैक-रिफ्लेक्शन नियंत्रण, प्लेसमेंट, विनिर्देश चयन और सत्यापन पर केंद्रित है।

फ़ाइबर ऑप्टिक आइसोलेटर वास्तव में किस चीज़ से रक्षा करता है?

एक विशिष्ट व्यवस्था में, उपयोगी ऑप्टिकल शक्ति आगे की दिशा में यात्रा करती है:

लेजर या एम्पलीफायर → आइसोलेटर → ऑप्टिकल सिस्टम

यदि उस शक्ति का कुछ हिस्सा डाउनस्ट्रीम ऑप्टिक्स से लौटता है, तो विपरीत पथ बन जाता है:

ऑप्टिकल सिस्टम → आइसोलेटर → संरक्षित स्रोत

फॉरवर्ड सिग्नल आइसोलेटर के सम्मिलन हानि का अनुभव करता है, जबकि रिवर्स-ट्रैवलिंग लाइट डिवाइस के आइसोलेशन विनिर्देश के अनुसार क्षीण हो जाती है।

सुसंगत फैराडे आइसोलेटर्स को लेजर ऑसिलेटर्स और एम्पलीफायरों को बैक-रिफ्लेक्टेड लाइट से बचाने के एक सामान्य तरीके के रूप में वर्णित करता है। इसकी तकनीकी सामग्री नोट करती है कि ऑप्टिकल फीडबैक शोर और बिजली के उतार-चढ़ाव जैसी ऑपरेटिंग अस्थिरता का कारण बन सकता है, जबकि पर्याप्त रूप से मजबूत लौटाई गई शक्ति कुछ लेजर सिस्टम में नुकसान की चिंता बन सकती है।सुसंगत फैराडे आइसोलेटर अवलोकनयह एप्लिकेशन संदर्भ प्रदान करता है।

रिवर्स ऑप्टिकल पावर कहाँ से आती है?

कनेक्टर और इंटरफ़ेस प्रतिबिंब

जब स्रोत लौटाई गई शक्ति के प्रति संवेदनशील होता है तो प्रत्येक ऑप्टिकल इंटरफ़ेस ध्यान देने योग्य होता है। कनेक्टर पॉलिश, संदूषण, क्षतिग्रस्त अंत चेहरे, अपूर्ण संभोग, वायु अंतराल, और सामग्रियों के बीच संक्रमण सभी स्रोत की ओर परावर्तित शक्ति की मात्रा को बदल सकते हैं।

एपीसी इंटरफेस का व्यापक रूप से उपयोग तब किया जाता है जब कनेक्टर-जनित प्रतिबिंब को कम किया जाना चाहिए। FOCC की मार्गदर्शिकाएससी एपीसी बनाम एससी यूपीसी कनेक्टर पॉलिशयह बताता है कि क्यों एक कोणीय भौतिक-संपर्क इंटरफ़ेस सीधे यूपीसी इंटरफ़ेस से अलग तरह से प्रतिबिंबित ऊर्जा को पुनर्निर्देशित करता है।

कनेक्टर की स्थिति के साथ-साथ कनेक्टर का प्रकार भी मायने रखता है। यदि सिस्टम हटाने योग्य इंटरफ़ेस का उपयोग करता है, तो उपलब्ध हैफाइबर ऑप्टिक कनेक्टर विकल्प"एफसी," "एससी," या "एलसी" को पूर्ण ऑप्टिकल-प्रतिबिंब विनिर्देश के रूप में मानने के बजाय आवश्यक पॉलिश, फाइबर प्रकार और मेटिंग इंटरफ़ेस के साथ निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

चिंतनशील घटक और नमूने

फाइबर ब्रैग झंझरी, दर्पण, परावर्तक सेंसर, फिल्टर, परीक्षण लक्ष्य और वर्कपीस जानबूझकर प्रकाश लौटा सकते हैं। इन प्रणालियों में, परावर्तित संकेत ऑप्टिकल पथ में कहीं और उपयोगी हो सकता है लेकिन स्रोत पर अभी भी अवांछनीय है।

बैक रिफ्लेक्शन बनाम बैकस्कैटर

बैक रिफ्लेक्शन और वितरित बैकस्कैटर रिवर्स-ट्रैवलिंग पावर के संबंधित स्रोत हैं लेकिन समान भौतिक घटना नहीं हैं। एक अलग इंटरफ़ेस तुलनात्मक रूप से स्थानीयकृत प्रतिबिंब उत्पन्न कर सकता है, जबकि बिखरने को फाइबर या ऑप्टिकल पथ के साथ वितरित किया जा सकता है। आइसोलेटर के दृष्टिकोण से, सिस्टम-स्तरीय मुद्दा यह है कि संरक्षित स्रोत तक कितनी रिवर्स ऑप्टिकल ऊर्जा पहुंच सकती है।

क्यों ऑप्टिकल फीडबैक लेजर और एम्पलीफायरों को परेशान कर सकता है?

एक लेज़र कैविटी उस प्रकाश पर प्रतिक्रिया कर सकती है जो आउटपुट पथ के माध्यम से पुनः प्रवेश करती है। प्रभाव लेज़र आर्किटेक्चर, लौटाई गई शक्ति, सुसंगतता, वर्णक्रमीय संबंध और परिचालन स्थितियों पर निर्भर करता है। ऑप्टिकल फीडबैक आउटपुट शोर, बिजली में उतार-चढ़ाव, वर्णक्रमीय अस्थिरता या अन्य अवांछित व्यवहार में योगदान कर सकता है। कुछ उच्च-शक्ति प्रणालियों में, पर्याप्त रूप से मजबूत बैक-रिफ्लेक्टेड शक्ति भी क्षति का जोखिम पैदा कर सकती है।

एम्पलीफायर चरणों को भी अलग-अलग घटकों के बजाय संपूर्ण ऑप्टिकल श्रृंखला के हिस्से के रूप में मूल्यांकन करने की आवश्यकता है। एफओसीसीऑप्टिकल एम्पलीफायर गाइडएम्पलीफायर आर्किटेक्चर और एम्प्लीफाइड सिस्टम के भीतर ऑप्टिकल अलगाव की भूमिका पर अतिरिक्त पृष्ठभूमि प्रदान करता है।

फैराडे ऑप्टिकल आइसोलेटर कैसे काम करता है

एक पारंपरिक फैराडे आइसोलेटर गैर-पारस्परिक मैग्नेटो-ऑप्टिक रोटेशन पर निर्भर करता है। एक सरलीकृत ध्रुवीकरण-निर्भर डिजाइन में, आगे का ऑप्टिकल क्षेत्र एक ध्रुवीकरण-चयनात्मक तत्व से गुजरता है, फैराडे रोटेशन से गुजरता है, और एक आउटपुट ध्रुवीकरण स्थिति तक पहुंचता है जो अगले ऑप्टिकल तत्व द्वारा प्रेषित होता है।

जब प्रकाश विपरीत दिशा से लौटता है, तो फैराडे घूर्णन केवल आगे के परिवर्तन को उलट नहीं देता है। लौटाया गया ध्रुवीकरण एक ऐसी स्थिति में इनपुट-साइड ऑप्टिकल संरचना तक पहुंचता है जिसे अस्वीकार या पुनर्निर्देशित किया जाता है। ध्रुवीकरण-स्वतंत्र और पीएम फाइबर आइसोलेटर्स का भौतिक कार्यान्वयन अधिक जटिल हो सकता है, लेकिन सिस्टम-स्तरीय परिणाम समान है: फॉरवर्ड ट्रांसमिशन को प्राथमिकता दी जाती है जबकि रिवर्स ट्रांसमिशन को दबा दिया जाता है।

अलगाव, निवेशन हानि और वापसी हानि समान नहीं हैं

ये मान विभिन्न ऑप्टिकल व्यवहारों का वर्णन करते हैं। एक उपकरण मजबूत रिवर्स आइसोलेशन प्रदान कर सकता है जबकि इसके कनेक्टर इंटरफेस को अभी भी सावधानीपूर्वक रिटर्न-लॉस नियंत्रण की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, एक कम-प्रतिबिंब APC कनेक्शन एक आइसोलेटर का दिशात्मक अवरोधन फ़ंक्शन नहीं बनाता है।

उत्पादन या आने वाले निरीक्षण के लिए, इन मापों को भी अलग से माना जाना चाहिए। आईईसी 61300-3-4:2023 क्षीणन माप के तरीकों का वर्णन करता है, जबकि आईईसी 61300-3-6:2008 परीक्षण के तहत फाइबर ऑप्टिक डिवाइस के रिटर्न-लॉस माप को कवर करता है।आईईसी 61300-3-4:2023औरआईईसी 61300-3-6:2008उपयोगी संदर्भ बिंदु हैं.

एफओसीसीएकल-चैनल प्रविष्टि-हानि परीक्षकऔरप्रविष्टि-नुकसान और वापसी-नुकसान परीक्षण उपकरणस्पष्ट करें कि सामान्य संचरण हानि और परावर्तित-शक्ति माप को अलग-अलग परीक्षण कार्यों के रूप में क्यों माना जाता है।

क्या एपीसी कनेक्टर ऑप्टिकल आइसोलेटर की जगह ले सकता है?

नहीं, वे एक ही प्रतिबिंब-नियंत्रण समस्या के विभिन्न भागों को हल करते हैं।

एक प्रतिबिंब-संवेदनशील प्रणाली दोनों का उपयोग कर सकती है। एपीसी इंटरफेस कनेक्शन बिंदुओं पर प्रतिबिंब को कम कर सकते हैं, जबकि एक संवेदनशील लेजर के पास स्थित एक आइसोलेटर कई डाउनस्ट्रीम स्रोतों से लौटने वाली रिवर्स पावर को कम कर सकता है।

इसका मतलब यह भी है कि यूपीसी को एपीसी से बदलने को स्वचालित रूप से ऑप्टिकल आइसोलेशन के विकल्प के रूप में प्रस्तुत नहीं किया जाना चाहिए। पीएम प्रणालियों के लिए जिसमें परावर्तित शक्ति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, एफओसीसी भी सूचीबद्ध करता हैएआर-लेपित पीएम पैच केबल, जो आइसोलेटर के दिशात्मक फ़ंक्शन को प्रतिस्थापित करने के बजाय इंटरफ़ेस और ट्रांसमिशन आवश्यकताओं को संबोधित करता है।

ध्रुवीकरण-स्वतंत्र बनाम पीएम फाइबर आइसोलेटर्स

वाक्यांश "फाइबर ऑप्टिक आइसोलेटर" पूर्ण खरीद विनिर्देश नहीं है। स्रोत और डाउनस्ट्रीम सिस्टम का ध्रुवीकरण आर्किटेक्चर निर्धारित करता है कि डिवाइस का कौन सा वर्ग उपयुक्त है।

ध्रुवीकरण-स्वतंत्र आइसोलेटर्स

सामान्य सिंगल-मोड फाइबर लिंक में, ध्रुवीकरण की इनपुट स्थिति झुकने, तनाव, तापमान और अन्य स्थितियों के साथ भिन्न हो सकती है। एक ध्रुवीकरण-स्वतंत्र आइसोलेटर का उद्देश्य एक निश्चित लॉन्च ध्रुवीकरण की आवश्यकता के बिना निर्दिष्ट अलगाव फ़ंक्शन प्रदान करना है।

आईईसी 61753-061-2:2020 श्रेणी सी नियंत्रित वातावरण के लिए सिंगल-मोड पिगटेल ध्रुवीकरण-स्वतंत्र आइसोलेटर्स के लिए न्यूनतम परीक्षण और माप आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है। इस मानक के लिए 2025 का शुद्धिपत्र भी जारी किया गया है।आईईसी 61753-061-2:2020इसलिए जेनेरिक उत्पाद दावों को मानक मानने की तुलना में यह अधिक उपयुक्त संदर्भ है।

इस प्रकार के उपकरण के लिए,ध्रुवीकरण-निर्भर हानि (पीडीएल)प्रासंगिक प्रदर्शन मापदंडों में से एक है। आईईसी 61300-3-2:2009 यह निर्धारित करने के लिए माप विधियों को परिभाषित करता है कि एकल-मोड निष्क्रिय घटक का नुकसान ध्रुवीकरण के साथ कैसे बदलता है।आईईसी 61300-3-2:2009निष्क्रिय उपकरणों में स्पष्ट रूप से आइसोलेटर्स शामिल हैं जिन पर यह विधि लागू हो सकती है।

पीएम फाइबर आइसोलेटर्स

ध्रुवीकरण-बनाए रखने वाली प्रणाली की एक अलग आवश्यकता होती है। ऑप्टिकल पथ को एक परिभाषित धीमी या तेज़ धुरी को संरक्षित करने की आवश्यकता हो सकती है, इसलिए आइसोलेटर को पीएम फाइबर प्रकार, अक्ष अभिविन्यास, कनेक्टर कुंजीयन, स्प्लिस रोटेशन, लॉन्च ध्रुवीकरण और ध्रुवीकरण विलुप्त होने के अनुपात के साथ विचार किया जाना चाहिए।

FOCC का परिचयध्रुवीकरण-रखरखाव फाइबरअंतर्निहित फाइबर संदर्भ प्रदान करता है, जबकिपीएम फाइबर पैच केबल चयन गाइडकनेक्टर और इंटरफ़ेस विकल्पों को संबोधित करता है।

पीएम निष्क्रिय घटकों के लिए, आईईसी 61300-3-55:2020 पीईआर और कनेक्टर कुंजीयन सटीकता को मापने के लिए तरीके प्रदान करता है।आईईसी 61300-3-55:2020इसमें प्रिंसिपल-एक्सिस ओरिएंटेशन का पता लगाना भी शामिल है, जो इसे सीधे पीएम घटक सत्यापन के लिए प्रासंगिक बनाता है।

एफओसीसीध्रुवीकरण विलुप्ति अनुपात परीक्षकऔरध्रुवीकरण-बनाए रखने वाले उपकरण का परीक्षणपेज संबंधित इन-हाउस उत्पाद और परीक्षण संदर्भ प्रदान करते हैं।

ऑप्टिकल आइसोलेटर कहाँ रखा जाना चाहिए?

आइसोलेटर को उस घटक की सुरक्षा के लिए तैनात किया जाना चाहिए जो रिवर्स ऑप्टिकल फीडबैक के प्रति संवेदनशील है। एक सामान्य व्यवस्था है:

लेजर → आइसोलेटर → डाउनस्ट्रीम फाइबर सिस्टम

आइसोलेटर को संरक्षित स्रोत के करीब रखने से डाउनस्ट्रीम ऑप्टिकल पथ सीमित हो जाता है, जिससे विपरीत प्रकाश अलगाव चरण का सामना करने से पहले यात्रा कर सकता है। सुसंगत फैराडे आइसोलेटर्स का वर्णन करता है जो आमतौर पर इस उद्देश्य के लिए लेजर या एम्पलीफायर आउटपुट में उपयोग किया जाता है।

अधिक जटिल प्रणालियों में कई लाभ चरण या परावर्तक पथ शामिल हो सकते हैं, इसलिए सही प्लेसमेंट किसी अन्य लेजर से कॉपी किए गए निश्चित नियम के बजाय वास्तविक ऑप्टिकल आरेख से आना चाहिए।

स्थान चुनने से पहले, पहचानें:

• प्रतिबिंब-संवेदनशील स्रोत या लाभ चरण;
• एफबीजी या नमूने जैसे जानबूझकर प्रतिबिंबित तत्व;
• कनेक्टर्स और स्प्लिसेस;
• आवश्यक फॉरवर्ड सिग्नल पथ;
• प्रत्येक विश्वसनीय विपरीत पथ; और
• जहां लौटाई गई रोशनी उपयोगी है बनाम जहां इसे दबा दिया जाना चाहिए।

आइसोलेटर दिशात्मक है. स्थापना के दौरान, निर्माता का पालन करेंइनपुट/आउटपुट लेबल या दिशात्मक तीर. एफसी, एससी, एलसी, एपीसी, या यूपीसी कनेक्टर शैली से संचालन दिशा का अनुमान न लगाएं।

ऑप्टिकल आइसोलेटर बनाम ऑप्टिकल सर्कुलेटर

एफओसीसीऑप्टिकल सर्कुलेटर सिंहावलोकनरूटिंग अवधारणा की व्याख्या करता है, जबकि कंपनी कीध्रुवीकरण-बनाए रखने वाला ऑप्टिकल सर्कुलेटरप्रासंगिक तब होता है जब लौटाए गए सिग्नल को एक परिभाषित ध्रुवीकरण अक्ष को भी संरक्षित करना चाहिए।

फ़ाइबर ऑप्टिक आइसोलेटर का चयन कैसे करें

एक व्यावहारिक आइसोलेटर विनिर्देश संरक्षित स्रोत से शुरू होता है, न कि "1550 एनएम" या "हाई आइसोलेशन" जैसे कैटलॉग शीर्षक से।

अलगाव की आवश्यकता का अनुमान लगाना

यदि डाउनस्ट्रीम लौटाई गई ऑप्टिकल पावर का अनुमान लगाया जा सकता है और स्रोत निर्माता अधिकतम अनुमेय प्रतिक्रिया स्तर निर्दिष्ट करता है, तो उन दो स्तरों के बीच का अंतर किसी भी परियोजना-विशिष्ट इंजीनियरिंग मार्जिन को लागू करने से पहले आवश्यक न्यूनतम रिवर्स दमन स्थापित करता है।

उदाहरण के लिए, वर्कफ़्लो है:

1. आइसोलेटर आउटपुट पक्ष पर सबसे खराब विश्वसनीय रिवर्स पावर का अनुमान लगाएं या मापें।
2. स्रोत या सिस्टम विनिर्देश से स्रोत की स्वीकार्य प्रतिक्रिया सीमा ज्ञात करें।
3. निर्धारित करें कि लौटाई गई शक्ति को उस सीमा से नीचे लाने के लिए कितने क्षीणन की आवश्यकता है।
4. जांचें कि चयनित आइसोलेटर संपूर्ण तरंग दैर्ध्य, शक्ति, ध्रुवीकरण और तापमान सीमा पर अलगाव की आवश्यकता को पूरा करता है जो मायने रखता है।
5. पुष्टि करें कि इसका फॉरवर्ड इंसर्शन लॉस अभी भी ऑप्टिकल बजट में फिट बैठता है।

वास्तविक स्रोत पर विचार किए बिना उच्चतम उपलब्ध अलगाव संख्या का चयन करने की तुलना में यह दृष्टिकोण अधिक सार्थक है।

फ़ाइबर ऑप्टिक आइसोलेटर का सत्यापन कैसे करें

IEC इनमें से कई मापों के लिए अलग-अलग मानकीकृत तरीके प्रदान करता है:क्षीणन, वापसी हानि, पीडीएल, औरप्रति और कुंजीयन सटीकता.

आम फाइबर आइसोलेटर चयन गलतियाँ

अंतिम चयन चेकलिस्ट

• स्रोत प्रकार और प्रतिक्रिया संवेदनशीलता
• ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य और पूर्ण बैंडविड्थ
• आवश्यक रिवर्स अलगाव
• अधिकतम स्वीकार्य प्रविष्टि हानि
• आवश्यक वापसी हानि
• ध्रुवीकरण-स्वतंत्र, ध्रुवीकरण, या पीएम वास्तुकला
• अधिकतम पीडीएल या न्यूनतम प्रति, जहां लागू हो
• पीएम अक्ष और कनेक्टर-कुंजी आवश्यकताएँ
• फाइबर प्रकार और बेनी निर्माण
• कनेक्टर प्रकार और एपीसी/यूपीसी पॉलिश
• सतत और चरम ऑप्टिकल पावर सीमाएँ
• परिचालन एवं भंडारण वातावरण
• फ़ैक्टरी या आने वाली परीक्षण आवश्यकताएँ

बैक-रिफ्लेक्शन नियंत्रण एकल-घटक समस्या के बजाय एक सिस्टम समस्या है। स्वच्छ और सही ढंग से पॉलिश किए गए इंटरफेस, जहां उपयुक्त हो वहां एपीसी कनेक्शन, ऑप्टिकल आइसोलेटर और सर्कुलेटर प्रत्येक अलग-अलग कार्य करते हैं।

आइसोलेटर की भूमिका विशिष्ट है: सिस्टम की वास्तविक तरंग दैर्ध्य, शक्ति, ध्रुवीकरण और पर्यावरणीय परिस्थितियों के तहत स्रोत की सुरक्षा के लिए पर्याप्त रिवर्स ऑप्टिकल पावर को कम करते हुए आवश्यक फॉरवर्ड सिग्नल को पारित करने की अनुमति दें।

पीएम इंटरफेस या कम-प्रतिबिंब इंटरकनेक्ट के लिए, एफओसीसीपीएम एफसी/एपीसी पैच केबलएक अन्य प्रासंगिक सिस्टम घटक प्रदान करें। यदि आवश्यक आइसोलेटर कॉन्फ़िगरेशन या संबंधित ऑप्टिकल पथ एक मानक व्यवस्था नहीं है, तो तरंग दैर्ध्य, बैंडविड्थ, स्रोत प्रकार, ऑप्टिकल पावर, आवश्यक अलगाव, फाइबर प्रकार, ध्रुवीकरण आवश्यकता, कनेक्टर पॉलिश, ऑपरेटिंग वातावरण और परीक्षण आवश्यकताओं को प्रदान करें।एफओसीसी पूछताछ पृष्ठ.