Komponenti ottiċi Passivi - Ċirkolatur ottiku
Introduzzjoni
Ċirkolaturi ottiċi huma apparat mikrooptiku u jistgħu jsiru bi kwalunkwe numru ta 'portijiet imma verżjonijiet tal-portijiet 3 u 4 huma l-aktar komuni. Ukoll, huwa komuni li tinbena verżjoni assimetrika fejn l-aħħar port ma jiċċirkolax madwar l-ewwel. Filwaqt li dan jiffranka xi spejjeż din mhix l-iktar raġuni importanti biex tagħmel dan. Jekk niżguraw li l-aħħar port ma jiċċirkolax madwar l-ewwel wieħed, nistgħu nużaw l-apparat f'sistemi fejn m'hemmx bżonn (jew irridu) din il-karatteristika. Pereżempju, jekk l-input għall-ewwel port huwa direttament imqabbad ma 'lejżer żgur li ma rridux li sinjali foloz jiġu ritornati lura fih.
Waħda mill-attrazzjonijiet kbar taċ-ċirkolaturi ottiċi hija l-livell relattivament baxx ta 'telf. Strumenti tipiċi jagħtu telf minn port għal port ta 'bejn 0.5 dB u 1.5 dB. Ċirkolaturi ottiċi huma mezzi versatili ħafna u jistgħu jintużaw f'ħafna applikazzjonijiet. Pereżempju, konnessjoni bidirezzjonali li tikkonsisti f'żewġ linji tal-fibra (waħda għal kull direzzjoni) hija multiplexed fuq linja waħda ta 'fibra. Dan jista 'jsir biex tiġi ffrankata l-ispiża tal-fibra. Ovvjament jekk għamilt xi ħaġa bħal din għandek bżonn tieħu attenzjoni partikolari biex tnaqqas ir-riflessjonijiet fuq il-link.
Prinċipju tat-Tħaddim
Minnu nnifsu ma hemm l-ebda prinċipju sempliċi u sempliċi wara ċ-ċirkolatur ottiku. Iċ-ċirkolaturi ottiċi huma magħmula minn assemblaġġ ta 'komponenti ottiċi. Hemm ħafna disinji differenti imma l-prinċipju ewlieni huwa bħal dak ta 'l-iżolatur ottiku. Il-funzjoni bażika ta 'ċirkolatur hija murija fil-figura hawn taħt. Id-dawl li jidħol fi kwalunkwe port partikolari jivvjaġġa madwar iċ-ċirkolatur u joħroġ fil-port li jmiss. Id-dawl li jidħol fil-port 1 iħalli l-port 2, id-dħul fil-port 2 iħalli fil-port 3 u l-bqija. L-apparat huwa simetriku f'operazzjoni madwar ċirku.
Id-dawl li jivvjaġġa f'direzzjoni waħda minn rotator Faraday għandu l-polarizzazzjoni tiegħu mdawra f'direzzjoni waħda. Id-dawl li jidħol fir-rotator Faraday mid-direzzjoni opposta għandu l-fażi tiegħu ddawwar fid-direzzjoni opposta (relattiva għad-direzzjoni tal-propagazzjoni tad-dawl). Mod ieħor kif tħares lejn din hija li tgħid li d-dawl dejjem jiddawwar fl-istess direzzjoni b'relazzjoni mar-rotator irrispettivament mid-direzzjoni tal-vjaġġ tiegħu. Dan huwa kkumplikat bil-preżenza ta 'polarizzazzjoni imprevedibbli. Nistgħu niffiltraw il-polarizzazzjoni mhux mixtieqa imma aħna nitilfu (fuq medja) nofs id-dawl tagħna biex nagħmlu dan - u ħafna drabi ħafna iktar. Allura aħna nisseparaw l-inċident “raġġi” f'żewġ raġġi polarizzati ortogonalment u nittrattaw kull polarizzazzjoni separatament. Iż-żewġ nofsijiet tar-raġġi huma mbagħad magħquda mill-ġdid qabel ma jiġu prodotti fil-port tad-destinazzjoni.
Hawnhekk hawn figura li turi ċirkolatur ottiku 3-port bażiku. Il-komponenti tiegħu jiffunzjonaw kif ġej:
Kubjar ta 'Splitter tar-Raġġ Polarizzanti : Dan l-apparat jissepara r-raġġi tad-dħul f'żewġ raġġi polarizzati ortogonalment.
Blokk “Walk-off” birefringent: Dan huwa biss blokka ta 'materjal birefringent maqtugħ f'45 ° sal-assi ottiku. Inċident tar-raġġi f 'normali mal-interface tal-kristall-arja huwa maqsum f'żewġ raġġi ta' polarizzazzjoni ortogonali. Ir-raġġi ordinarji mhumiex rifrazzjoni u jgħaddi minn ġo mhux affettwati. Ir-raġġi straordinarji jiġu rifratti f'angolu għan-normal.
Faraday Rotator u Plate Plate : Din il-kombinazzjoni tgħaddi d-dawl f'direzzjoni waħda kompletament mhux mibdula! (Fil-figura din hija d-direzzjoni lemin-lejn-xellug.) Fid-direzzjoni opposta l-polarizzazzjoni tad-dawl li jkun imdawwar tiddawwar b'90 °. Fid-direzzjoni tax-xellug għal-lemin, ir-rotator Faraday jagħti rotazzjoni tal-fażi ta '45 ° (lejn il-lemin) u l-pjanċa tal-fażi ddawwar id-dawl ieħor 45 ° (ukoll lejn il-lemin). Għalhekk irridu nduru xibka ta '90 ° lejn ix-xellug. Fid-direzzjoni lemin-xellug il-pjanċa tal-fażi ddur id-dawl fl-istess direzzjoni (f'relazzjoni mad-direzzjoni tar-raġġi tad-dawl) bħal qabel, jiġifieri, kontra l-arloġġ f'temperatura ta '45 °. Ir-rotator Faraday madankollu ddawwar il-fażi fid-direzzjoni opposta (b'relazzjoni mad-direzzjoni tar-raġġi) bħalma għamlet qabel, jiġifieri, lejn l-arloġġ bl-istess 45 °. Dan huwa l-fażi hija mdawra fid-direzzjoni opposta. Għalhekk m'hemm l-ebda bidla netta fil-polarizzazzjoni. (Ovvjament fil-prattika hemm telf minħabba riflessjonijiet u imperfezzjonijiet fil-manifattura tal-apparat.)
Kif muri fiċ-ċirkolatur ottiku 3-port, id-dawl jivvjaġġa minn Port 1 għal Port 2 kif ġej: \ t
1. Dħul tar-raġġi fuq Port 1 huwa maqsum f'żewġ raġġi separati ta 'polarizzazzjonijiet ortogonali. Ir-raġġi “ordinarju” jgħaddi mingħajr rifrazzjoni imma r-raġġi “straordinarja” polarizzata ortogonalment tiġi rifrazzjoni ('il fuq fil-figura).
2. Iż-żewġ raġġi jipproċedu mix-xellug għal-lemin permezz tar-rotator Faraday u l-pjanċi ta 'ritardazzjoni tal-fażi. Iż-żewġ raġġi jiddawru sa 90 °.
3. Iż-żewġ raġġi mbagħad jiltaqgħu ma 'blokka oħra ta' walk-off birefringent (blokk B) identika ma 'l-ewwel. L-effett tar-rotazzjoni tal-fażi fl-istadju preċedenti kien li tpartat l-istatus tar-raġġi. Ir-raġġi li kien ir-raġġi ordinarja fil-blokka A (u li ma kienx imkisser) isir ir-raġġi straordinarja fil-blokka B (u huwa rifrattat fil-blokka B). Ir-raġġi straordinarja fil-blokka A (il-passaġġ ta 'fuq fil-figura) issir ir-raġġi ordinarja fil-blokka B (u mhix rifrazzjoni fi blokk B). Id-dawl jiġi rifratt u kkombinat mill-ġdid kif muri. Imbagħad joħroġ għal Port 2.
L-igganċjar mal-fibra mal-input u l-ħruġ normalment juża lenti ta 'xi tip. Tipikament lenti GRIN tista 'tintuża hawn. It-triq minn Port 2 għal Port 3 hija kemmxejn iktar involuta:
1. Id-dawl li jidħol mill-Port 3 huwa maqsum fi blokk B.
2. Meta tivvjaġġa fid-direzzjoni inversa, il-polarizzazzjoni taż-żewġ raġġi ma nbidlitx.
3. Blokka Birefringent A issa tgħaddi r-raġġi ta ’fuq mhux mibdula imma ċċaqlaq il-parti t'isfel iktar 'il bogħod. 4. Iż-żewġ raġġi mbagħad jiġu magħquda mill-ġdid bl-użu tar-riflettur tal-priżma u tal-polarizzazzjoni tar-raġġi.
Nota: Jekk tqabbad il-Portijiet 1 u 2 biss, iċ-ċirkolatur ottiku jista 'jintuża bħala iżolatur ottiku . Tabilħaqq jekk tħalli barra l-kubu tal-beamsplitter u r-riflettur tal-priżma, għandek iżolatur indipendenti tal-polarizzazzjoni (telf baxx ħafna) eċċellenti. Mogħdija minn Port 3 għal Port 1 tista 'tinbena biż-żieda ta' komponenti addizzjonali; madankollu, għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet dan m'huwiex meħtieġ peress li aħna ma rridux il-konnessjoni minn Port 3 għal Port 1 xorta waħda.
Konklużjoni
Hemm ħafna modi biex jinbnew ċirkolaturi ottiċi (kemm 3 u 4 port). Dawn il-modi kollha jużaw kombinazzjonijiet ta 'komponenti u prinċipji simili bħal dawk deskritti hawn fuq. L-akbar problema biċ-ċirkolaturi ottiċi hija li l-komponenti għandhom ikunu manifatturati għal tolleranzi mill-qrib ħafna u mqiegħda b’mod preċiż ħafna. Dan iwassal biex l-ispiża tkun relattivament għolja. Madankollu, tista 'ssib Ċirkulaturi ottiċi kost-effettivi f'FOCC .
