Search

Eden od glavnih sestavnih delov optične komunikacijske zveze preko optičnega vlakna je polprevodniški laser, ki se nahaja v oddajniku in pošilja svetlobo v optično vlakno. Laser je oscilator, ki niha na frekvencah v področju optičnih valov elektromagnetnega spektra. Značilnost polprevodniških laserjev je ta, da s temperaturo raste tudi pragovni tok. Komunikacijski laser za pravilno delovanje potrebuje elektronski sistem, ki onemogoči spreminjanje lastnosti laserja v odvisnosti od temperature, hkrati pa vzdržuje konstantno izhodno optično moč. Tovrstna elektronska vezja omogočajo stabilizacijo temperature laserskega modula na predhodno nastavljeno vrednost, ki ji rečemo referenca. Vzdrževanje optične moči je prav tako ključnega pomena, saj s tem poleg optične nadziramo tudi toplotno energijo, oboje pa je ključno za doseganje ciljev, ki težijo k stabilnemu sistemu. Namen tega diplomskega dela je predstavitev postopkov izdelave elektronskih vezij, zgradbe, njihovih zasnov in testiranja na laserskem izvoru s porazdeljeno povratno vezavo (angl. distributed feedback – DFB). Skupaj povežemo vprašanji, zakaj se laserski izvor segreva ter kaj to segrevanje povzroči in opišemo rešitev, ki pove, na kakšen način zagotovi varno in uspešno delovanje laserja. Izdelan sistem zagotavlja stabilno temperaturo znotraj laserskega modula, preko povratne informacije vzdržuje konstantno optično moč in se konec koncev ustrezno odziva na spremembe nastavljenih referenčnih vrednosti in okoljskih sprememb. Prav tako je bil dosežen kratek čas stabilizacije temperature, kar pa je bil pravzaprav pomembnejši cilj diplomske naloge. One of the main components of the optical communication lines via optical fibers, even multi-core fibers is a semiconductor laser, which is located in the transmitter and transmits the light into the optical fiber. For proper operation, laser requires the electronics to prevent alteration as a function of temperature, meanwhile the system maintain constant output optical power. Temperature stabilization electronic circuit can automatically stabilize the temperature of the laser module to the pre-set value which means, that our desired output power and wavelength will be the same when transmitting. And one more thought, if we look at the optical power when laser is emitting light, certain amount of electrical energy converts to heat. And once again, we must control this thermal energy. First we present some basics of DFB lasers and it's characteristics, and then how the change in the temperature affects the output power and the wavelength. Step forward is our approach to some methods how to stabilize the temperatures, so the system can work efficiently. After theory, we describe some typical procedures that we have resorted such as manufacturing processes and measurement procedures. When we want to stabilize the temperature, the important circuit is the PID controller, which was also done in laboratory, result is short time of stabilization and constant output power. I describe and discuss the results of testing the output power, wavelength and temperature stabilization, what we have achieved and compare our stabilization with the work that was conducted in the past.

Diplomska naloga opisuje princip delovanja izredno majhnega optičnega higrometra na osnovi detekcije rosišča. Uporabljen je miniaturni termoelektrični hladilnik (Peltierjev element) za ciklično hlajenje vrha optičnega vlakna z namenom ugotovitve temperature rosišča, ki omogoča izračun absolutne oziroma relativne vlažnosti ob znani temperaturi okolice. Podano je teoretično ozadje senzorja,ki omogoča razumevanje zasnove in načrtovanja mehanskega in optičnega dela senzorja ter princip izdelave in delovanja opto-elektronskega vezja. Ogledali si bomo še izsledke eksperimentalnih podatkov. The graduate thesis describes the operation principles of a miniature optical hygrometer based on a dew point detection. A miniature thermoelectric cooler (Peltier element) is used for cyclical cooling of the tip of an optical fiber to establish the dew point temperature, which allows calculation of the absolute or relative humidity at the sourrounding temperature . The theoretical background is given to understand the basic design and the construction of the mechanical and optical part of the sensor and furtheron the operation of the opto-electronic circuit. Moreover there will be a review of the results of the experimental data.