Swiċċijiet ottiċihuma komponenti ewlenin fl-iswiċċjar ottiku, li jippossjedu port ta' trażmissjoni wieħed jew aktar li jistgħu jikkonvertu jew iwettqu operazzjonijiet loġiċi fuq sinjali ottiċi f'linji ta' trażmissjoni ottika. Huma għandhom applikazzjonijiet mifruxa fis-sistemi tan-netwerk tal-fibra ottika.
Swiċċijiet ottiċi jistgħu jinqasmu f'żewġ kategoriji ewlenin: mekkaniċi u mhux-mekkaniċi. Swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jiddependu fuq il-moviment ta 'fibri ottiċi jew komponenti ottiċi biex jibdlu l-mogħdija ottika; swiċċijiet ottiċi mhux-mekkaniċi jiddependu fuq effetti elettro-ottiċi, akusto-ottiċi, jew termo-ottiċi biex ibiddlu l-indiċi refrattiv tal-gwida tal-mewġ, u b'hekk ibiddlu l-mogħdija ottika. L-istruttura u l-prinċipji tax-xogħol ta 'dawn iż-żewġ tipi ta' swiċċijiet ottiċi huma deskritti hawn taħt.
Swiċċ ottiku mekkaniku
Tipi ġodda ta' swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jinkludu swiċċijiet ottiċi mikro-sistema elettromekkanika (MEMS) u swiċċijiet ottiċi tal-metall irqiq-film.
Swiċċijiet ottiċi tas-Sistemi Mikroelettromekkaniċi (MEMS) huma fabbrikati fuq materjal ta' sottostrat semikonduttur, li joħloq firxa ta' mikro-mirja li kapaċi jiċċaqilqu u jduru minuta. Dawn il-mikro-mirja huma żgħar ħafna, bejn wieħed u ieħor 140 μm x 150 μm, u taħt l-influwenza ta 'forza li tmexxi, jaqilbu s-sinjal ottiku tad-dħul għal fibri tal-ħruġ differenti. Il-forza tas-sewqan applikata għall-mikro-mirja hija ġġenerata bl-użu ta' effetti termali, manjetiċi jew elettrostatiċi. L-istruttura ta 'swiċċ ottiku MEMS hija murija fil-figura.
Meta l-mikro-mera tkun fl-orjentazzjoni 1, id-dawl tad-dħul joħroġ permezz tal-gwida tal-mewġ tal-ħruġ 1; meta l-mikro-mera tkun fl-orjentazzjoni 2, id-dawl tad-dħul joħroġ permezz tal-waveguide tal-ħruġ 2. Ir-rotazzjoni tal-mikro-mera hija kkontrollata minn vultaġġ (100-200V). Dan l-apparat għandu daqs żgħir, proporzjon għoli ta' estinzjoni (il-proporzjon tal-qawwa ottika tal-ħruġ fl-istat mixgħul-mal-qawwa ottika tal-ħruġ fl-istat mitfi-), insensittività għall-polarizzazzjoni, spiża baxxa, veloċità moderata tal-iswiċċjar, u telf ta' inserzjoni inqas minn 1 dB. L-istruttura ta 'swiċċ ottiku b'film irqiq tal-metall tidher fil-Figura 3-40. F'dan it-tip ta 'swiċċ ottiku, is-saff tal-qalba tal-gwida tal-mewġ huwa taħt il-kisi tal-qiegħ, u film irqiq tal-metall huwa 'l fuq, b'arja bejn il-film irqiq tal-metall u l-gwida tal-mewġ. Vultaġġ applikat bejn il-film irqiq tal-metall u s-sottostrat jiġġenera forza elettrostatika fuq il-film irqiq tal-metall. Taħt din il-forza, il-film irqiq tal-metall jimxi 'l isfel u jikkuntattja l-waveguide, jibdel l-indiċi refrattiv tal-waveguide u b'hekk ibiddel il-bidla tal-fażi tas-sinjal ottiku li jgħaddi mill-waveguide. Fil-Figura 3-40c, mingħajr vultaġġ, il-film irqiq tad-deheb jitneħħa, u l-bidla tal-fażi fiż-żewġ dirgħajn hija l-istess, għalhekk is-sinjal ottiku joħroġ mill-port 2; bil-vultaġġ applikat, il-film irqiq tal-metall jikkuntattja l-waveguide, li jikkawża bidla fil-fażi π f'dak id-driegħ, u s-sinjal ottiku joħroġ mill-port 1.
Swiċċ ottiku mhux-mekkaniku
Swiċċijiet ottiċi mhux-mekkaniċi jinkludu tipi bħal swiċċijiet ottiċi tal-kristalli likwidi, swiċċijiet ottiċi b'effett elettro-ottiku, swiċċijiet ottiċi b'effett termo-ottiku, u swiċċijiet amplifikaturi ottiċi semikondutturi.
Swiċċ ottiku tal-kristalli likwidi huwa fabbrikat billi jinħolqu gwidi tal-mewġ tal-fergħat tar-raġġ tad-dawl polarizzat fuq materjal semikonduttur. Kanal huwa nċiżi f'angolu speċifiku fl-intersezzjoni tal-gwidi tal-mewġ, u kristall likwidu jiġi injettat fil-kanal. Ħiter jitqiegħed taħt il-kanal. Meta l-kanal ma jissaħħanx, ir-raġġ tad-dawl jgħaddi dritt; meta msaħħna, il-bżieżaq huma ġġenerati fi ħdan il-kristall likwidu, u minħabba riflessjoni interna totali, id-dawl jibdel id-direzzjoni u joħroġ fil-waveguide mixtieqa.
L-effetti elettro-ottiċi u termo-ottiċi jutilizzaw il-fenomenu li l-indiċi refrattiv ta 'ċerti materjali jinbidel bil-vultaġġ u t-temperatura, u b'hekk jippermettu l-ħolqien ta' apparati ta 'swiċċjar ottiku.
Swiċċijiet ottiċi ta 'amplifikatur ottiku semikonduttur (SOA) jiksbu funzjonalità ta' swiċċjar billi jibdlu l-vultaġġ tal-polarizzazzjoni tal-amplifikatur ottiku semikonduttur.
Il-parametri ewlenin ta 'swiċċijiet ottiċi jinkludu medda ta' wavelength, telf ta 'inserzjoni, telf ta' ritorn ottiku, crosstalk, qawwa ta 'input ottiku, polarizzazzjoni-telf dipendenti, ripetibbiltà, veloċità ta' swiċċjar, u ħajja.
Filtru ottiku
Il-filtri ottiċi huma apparati selettivi ta' wavelength-li għandhom applikazzjonijiet importanti f'sistemi ta' komunikazzjoni tal-fibra ottika, bħall-iffiltrar tal-istorbju f'amplifikaturi ottiċi kif diskuss fit-taqsima preċedenti. Speċjalment fin-netwerks tal-fibra ottika WDM, fejn kull riċevitur irid jagħżel il-kanal meħtieġ, il-filtri jsiru komponent indispensabbli. Il-filtri huma maqsuma f'żewġ kategoriji ewlenin: filtri fissi u filtri tunable. L-ewwel jippermetti li jgħaddi dawl tas-sinjal ta 'wavelength speċifiku, filwaqt li tal-aħħar jista' jagħżel b'mod dinamiku wavelengths f'ċertu bandwidth ottiku. Il-funzjonijiet u l-klassifikazzjoni tal-filtri ottiċi huma murija fil-figura.
Il-karatteristiċi tat-trażmissjoni ta 'filtru ottiku prattiku huma murija fil-figura. Il-parametri ewlenin ta' filtru ottiku ta'-wavelength fiss huma l-wavelength taċ-ċentru λ2 u l-bandwidth Δλ. Minbarra dawn, hemm ukoll parametri bħal telf ta 'inserzjoni u iżolament.
Ħakk tal-fibra ottika
Grads tal-fibra Bragg jutilizzaw difetti introdotti waqt il-manifattura tal-fibra, bl-użu ta 'irradjazzjoni tad-dawl ultravjola biex toħloq varjazzjoni perjodika fid-distribuzzjoni tal-indiċi refrattiv tal-qalba tal-fibra. L-effett ta 'filtrazzjoni ta' ħakk Bragg tal-fibra huwa muri fil-figura; wavelengths li jissodisfaw il-kundizzjoni tal-ħakk ta' Bragg huma totalment riflessi, filwaqt li wavelengths oħra jgħaddu, u jagħmluha filtru kollu-talja tal-fibra.
Hemm żewġ metodi għall-fabbrikazzjoni ta' gradilji tal-fibra Bragg:
(1) Metodu ta' interferenza:Il-metodu ta' interferenza juża l-prinċipju ta' interferenza ta' żewġ-raġġi. Raġġ ta 'dawl ultravjola jinqasam f'żewġ raġġi paralleli, u joħloq kamp ta' interferenza barra l-fibra ottika. Billi taġġusta t-tul taż-żewġ dirgħajn ta 'interferenza, il-perjodu tat-truf ta' interferenza li jirriżulta jista 'jsir biex jissodisfa r-rekwiżiti għall-fabbrikazzjoni tal-ħakk Bragg tal-fibra.
(2) Metodu tal-maskra tal-fażi:Il-metodu tal-maskra tal-fażi juża maskra pre-fabbrikata. Meta d-dawl ultravjola jgħaddi mill-maskra tal-fażi, isseħħ interferenza, u toħloq kamp ta 'interferenza fuq il-wiċċ ċilindriku tal-fibra ottika, u b'hekk tikteb il-ħakk fil-fibra.
