Kaj je razporejena valovodna rešetka?

Zaporedna valovodna rešetka se uporablja v sistemih za prenos z optičnimi vlakni, da se enemu optičnemu vlaknu omogoči prenos več kanalov ali komunikacijskih pasov. Optični kabli uporabljajo zelo tanka steklena vlakna za prenos svetlobnih signalov, ki vsebujejo glasovno ali podatkovno komunikacijo. V poznem 20. stoletju je optična vlakna hitro razširila hitrost in količino podatkov, ki se lahko prenašajo po telefonskih, televizijskih in računalniških omrežjih, ter začela nadomeščati žična ali koaksialna kabelska omrežja.

Svetloba prehaja skozi zračne ali optične kable kot niz valov, podobno kot valovi v vodi. Načelo uklona svetlobe, kjer svetloba, ki prehaja skozi vlakna nekoliko različnih dolžin, izstopa pod nekoliko drugačnimi fazami ali koti, je osnova za razporejeno valovodno rešetko. Svetloba izstopi iz vsakega od vlaken v valovodu na nekoliko drugačni točki vala, ker ima vsako vlakno drugačno dolžino in svetloba potrebuje več ali manj časa, da prepotuje svojo dolžino. Ko te izvenfazne frekvence medsebojno delujejo, ustvarijo difrakcijski vzorec, ki je niz enakomerno razporejenih svetlobnih signalov, vsak s svojo frekvenco.

Za različne komunikacijske pasove se uporabljajo različne frekvence svetlobnega signala, razporejena valovodna rešetka pa se uporablja za združevanje ali multipleksiranje teh posameznih pasov v en sam optični kabel. Ta tehnologija se imenuje multipleksiranje z delitvijo valovne dolžine (WDM) in omogoča združevanje številnih pogovorov ali podatkovnih tokov. Postopek je mogoče obrniti na drugem koncu daljnovoda, pri čemer so kombinirani signali ločeni v valovodu za demultipleksiranje.

V razporejeni valovodni rešetki je nekaj delov. Vhodni optični kabel je povezan z mešalno cono z več optičnimi kabli. Razporejeni valovod je razporejen v vrsti na drugem koncu cone. Na nasprotnem koncu je območje zbiranja ali fokusiranja, kjer so različne valovne dolžine ali kanali ločeni z difrakcijo in vstopajo v več kablov z vlakni.

Ena od težav s tehnologijo razporejene valovodne rešetke je, da nanjo vpliva temperatura. Ko temperature naraščajo ali padajo, optična vlakna spremenijo dolžino za zelo majhne količine. Te spremembe vida lahko spremenijo difrakcijski vzorec, ki zapušča rešetko, in povzroči izgubo kakovosti signala. Zgodnje valovode so segrevali, da so vzdrževali umetno temperaturo nad normalno sobno ali zunanjo temperaturo, da bi preprečili izgubo signala, vendar so povzročili dodatne obratovalne stroške.

V 21. stoletju so bile razvite neogrevane razporejene valovodne rešetke, ki uporabljajo temperaturno kompenzirane valovode. En neogrevani sistem uporablja bakrene trakove, povezane s fokusnim območjem, ki se rahlo premikajo s spremembami temperature. To je mogoče kalibrirati, da ohranijo fokusirane svetlobne frekvence v pravilnem položaju, da izstopajoča optična vlakna zbirajo signale.