Билет 5
2. В инжекционных
гетеролазерах с распределенной обратной
связью (РОС лазерах) для создания обратной
связи одна из гетерограниц делается
гофрированной, что создает периодическое
изменение показателя преломления и
приводит к интерференционному отражению
(см. рис.). Период решетки 
выбран
таким, чтобы для отражения в обратном
направлении выполнялось условие Брэгга:
,
где 
—
длина световой волны в вакууме, 
—
эффективный показатель преломления
активной области, 
—
период решетки. Период решетки имеет
порядок 100 нм (в арсенид-галлиевом лазере,
например, он составляет 130 нм).
Условие отражения от периодической структуры выполняются для лучей обоих направлений. Таким образом, периодическая решетка создает обратную связь в обоих направлениях, распределенную по всей длине лазера. Поскольку обратная связь, создаваемая периодической решеткой, является селективной, то в РОС-лазерах обеспечивается режим одномодовой генерации.
РОС-лазеры можно размещать непосредственно на поверхности полупроводниковой подложки и подключать их к волноводам на поверхности этой подложки, создавая фотонные интегральные схемы.
Наиболее эффективное согласование РОС лазера с канальным волноводом достигается в РОС лазерах с раздельным оптическим и электронным ограничением в двойной гетероструктуре (РОДГС РОС лазеры).
РОС лазеры отличаются температурной стабильностью частоты генерации, которая однозначно определяется оптическим периодом решетки. Коэффициент температурной зависимости длины волны излучения типичного РОС-лазера составляет 0,1 нм/град и определяется температурной зависимостью показателя преломления. Это позволяет перестраивать частоту излучения добавив блок управления температурой лазера. Простота реализации — это главное и очень существенное преимущество перестраиваемых РОС-лазеров. Однако, существенный недостаток таких лазеров — ограниченная область перестройки частоты.
Оптическая схема полупроводникового лазера с распределенной обратной связью. HR — зеркало с большим коэффициентом отражения; AR — просветляющее покрытие.
3. Оптоволокно, используемое в ВОЛС, подразделяются по диаметру сердцевины волокнана два типа : на одномодовые волокна и на многомодовые волокна.
Название одномодовое или многомодовое волокно произошло от количества мод или другими словами траекторий распространения светового импулься при прохождении его по оптоволокну.
В одномодовом оптоволокне образуется небольшое количество мод и условно считается, что свет водномодовом оптоволокне распространяется по одной траектории, поэтому такие оптические волокна называют одномодовыми.
В многомодовом оптоволокне образуется большое число мод, поэтому такие волокна называют многомодовыми.
У одномодового оптоволокна диаметр сердцевины составляет 8-10 мкм. Для идентификации оптического кабеля с одномодовыми оптоволокнами на кабеле или в описании оптического кабеля можно встретить надписи 9/125 или 8-10/125.
При обозначении одномодового волокна используют две буквы SM (англ. акроним от слова SingleMode).
У многомодовых оптоволокон внешний диаметр сердцевины может быть 50 мкм или 62.5 мкм. При описании оптического кабеля с многомодовыми волокнами можно встретить следующие обозначение 50/125, 62.5/125, где 50 и 62.5 это диаметр сердцевины волонка. Также можно встретить при обозначении многомодового волокна две буквы MM (англ. акроним от слова MultiMode ).
Одномодовые волокна обладают лучшими характеристиками по затуханию и по полосе пропускания, так как в них распространяется только один луч. Однако, одномодовые источники излучения в несколько раз дороже многомодовых. В одномодовое волокно труднее ввести излучение из-за малых размеров световодной жилы, по этой же причине одномодовые волокна сложно сращивать с малыми потерями. Оконцевание одномодовых кабелей оптическими разъемами также обходится дороже.
Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах. Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями (до 0.3 dB) в стыке. На многомодовое волокно рассчитаны излучатели на длину волны 0.85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Но затухание на этой длине волны у многомодовых волокон находится в пределах 3-4 dB/км и не может быть существенно улучшено. Полоса пропускания у многомодовых волокон достигает 800 МГц*км, что приемлемо для локальных сетей связи, но не достаточно для магистральных линий.