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我们将从这两个方面来讨论光纤耦合这个问题。光源与光纤的耦合光源与光纤的耦合效率光源与光纤的耦合效率的高低直接影响入纤功率的大小,从而影响光纤传输系统中的传输距离和中继站间隔距离的远近。提高耦合效率对于光纤通信系统来说是有价值的。光耦合效率定义为耦合入光纤的功率与光源发出的功率的比值,表达式为PF为耦合入光纤的功率;PS为光源发出的功率。影响耦合效率的因素包括光源和光纤两个。对于光源而言,光源的尺寸、面、角向功率分布等参量都会对耦合效率产生影响。对于光纤而言,数值孔径NA、纤芯尺寸、折射率分布等参量也会对耦合效率产生影响。通信光纤的数值孔径NA一般较小(0.2左右),而半导体光源发散角一般较大,光纤接收角外的光源辐射不能进入光纤传输,所以通常情况下,光纤数值孔径损耗是限制耦合效率的主要因素,尤其对光束发散角较大的面发光二管(SLED)更是如此。为面发光LED、边发光二管和半导体管的数值孔径与耦合效率的关系比较。
开关电源中常用的光耦是线性光耦。如果使用非线性光耦,有可能使振荡波形变坏,严重时出现寄生振荡,使数千赫的振荡频率被数十到数百赫的低频振荡依次为号调制。由此产生的后果是对彩电,彩显,VCD,DCD等等,将在图像画面上产生干扰。
光电晶体管是通过其集电和发射来切换输出电路,在这一点上与典型的BJT晶体管相同。LED的强度直接控制光电晶体管,因为两个独立的电路可以由光耦合器控制。另外,光电晶体管和红外LED之间的空间是透明的非导电材料,隔离了两个不同的电路。LED和光电晶体管之间的中空空间可以使用玻璃、空气或透明塑料制成,电气隔离要高得多,通常为10kV或更高。光耦合器工作原理光耦合器由作为LED的发射器和作为光敏元件的接收器组成。
由于响应时间快(纳秒级),光耦合器的开关快,它被广泛用于通过整流器检测交流电源的过零,并且通过使用这个数字信号可以找到我们需要的波形变化。使用光耦合器检测交流电源的过零直流电路中使用的光耦合器很少,交流相关操作中使用的光耦合器也很少。由于光耦不允许两侧直接电连接,所以光耦的主要应用是隔离两个电路。从切换其他应用程序,就像可以使用晶体管来切换应用程序一样,可以使用光耦合器。它可用于各种与微控制器相关的操作,其中需要来自高压电路的数字脉冲或模拟信息,光耦合器可用于在这两者之间实现出的隔离。
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