Componenti ottici avanzati - Interruttore ottico
L'interruttore ottico (o interruttore a fibra ottica) può essere un dispositivo meccanico, opto-meccanico o elettronico che apre o chiude un circuito ottico. L'interruttore ottico può essere utilizzato per completare o interrompere un percorso ottico. Gli switch a fibra ottica passivi indirizzano un segnale ottico senza conversione elettro-ottica o optoelettrica. Tuttavia, un interruttore ottico passivo può utilizzare un dispositivo elettromeccanico per posizionare fisicamente l'interruttore. Uno switch ottico può avere una o più porte di ingresso e due o più porte di uscita. Ecco un interruttore ottico opto-meccanico con una porta di ingresso e quattro porte di uscita, ovvero un interruttore ottico 1 × 4).
Come con qualsiasi altro tipo di interruttore, l'interruttore ottico ha molti usi, a seconda della complessità del progetto. In sostanza, l'interruttore è il controllo per creare, interrompere o modificare le connessioni all'interno di un circuito ottico. Questa definizione può essere ampliata per incorporare il concetto di switch come controllo che interconnette o trasferisce le connessioni da un circuito ottico a un altro.
In base al principio di funzionamento e alla funzione, esistono tre tipi di interruttori ottici: interruttore opto-meccanico, interruttore termo-ottico, interruttore elettro-ottico. Nota: Fiberstore ha ampliato la linea di prodotti degli interruttori ottici, ma non include ancora gli interruttori termo-ottici ed elettro-ottici.
Interruttore opto-meccanico
Un interruttore opto-meccanico reindirizza un segnale ottico spostando elementi in fibra o bulk bulk mediante dispositivi meccanici. Questi tipi di interruttori ottici sono tipicamente azionati da motori passo-passo. Lo stepper muoverà uno specchio che dirige la luce dall'ingresso all'uscita desiderata, come mostrato nella figura sotto. Sebbene gli interruttori opto-meccanici siano intrinsecamente lenti a causa del movimento fisico effettivo degli elementi ottici, la loro affidabilità, le basse perdite di inserzione e la diafonia minima rendono questi tipi di interruttori ottici ampiamente utilizzati.
L'interruttore opto-meccanico lavora sulla premessa che i fasci di luce in ingresso e in uscita sono collimati all'interno della fibra e "accoppiati" all'interno del dispositivo di commutazione (i raggi vengono spostati all'interno del dispositivo per garantire la connessione commutata dagli ingressi alle uscite). L'interruttore opto-meccanico può essere fisicamente più grande degli interruttori alternativi, ma sono disponibili molti interruttori a fibre ottiche micromeccanici, come l'interruttore ottico Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). Ecco un Mini Opto-Mechanical Switch 1 × 4 e un 1 × 8 MEMS Switch ottico da Fiberstore .
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Interruttore termo-ottico
L'interruttore termo-ottico si basa sulla teoria della guida d'onda e utilizza guide d'onda realizzate in polimeri o silice. In altre parole, questo interruttore ottico utilizza le proprietà dell'indice termico / di rifrazione del materiale del dispositivo. Il principio di questo interruttore si basa sull'alterazione dell'indice di rifrazione della guida d'onda a causa di un cambiamento di temperatura.
Il cambio di temperatura può essere eseguito in molti modi, ma generalmente il dispositivo viene riscaldato usando un riscaldatore resistivo, che ha l'effetto di rallentare la luce in uno dei percorsi. Il dispositivo quindi combina la luce nei due percorsi in un effetto costruttivo o distruttivo, rendendo possibile attenuare o commutare il segnale. Questo tipo di interruttore è intrinsecamente lento a causa del tempo necessario per riscaldare la guida d'onda. È come un bruciatore su una stufa elettrica: ci vuole un po 'per scaldarsi e un po' per raffreddarsi.
Questo tipo di dispositivo presenta in genere meno perdite ottiche rispetto all'interruttore opto-meccanico. Gli interruttori termo-ottici sono interessanti per diversi motivi: funzionano bene in applicazioni a bassa potenza ottica, sono di piccole dimensioni e possono essere integrati con una serie di dispositivi basati sulla teoria dei wafer di silicio.
Interruttore elettro-ottico
L'elettro-ottica si riferisce a una varietà di fenomeni che si verificano quando un'onda elettromagnetica nello spettro ottico viaggia attraverso un materiale sotto lo stress di un campo elettrico. Un interruttore elettro-ottico si basa sul cambiamento dell'indice di rifrazione di una guida d'onda utilizzando un campo elettrico. Questo dispositivo è basato su semiconduttori e pertanto vanta un'elevata velocità e una bassa perdita di potenza ottica simile a quella dei dispositivi termo-ottici. Questo dispositivo è ancora in fase di ricerca; tuttavia, la tecnologia sta avanzando rapidamente.
Gli interruttori ottici possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni, grandi e piccole. L'uso di un interruttore a fibra ottica consente di instradare i dati dove e quando è necessario. È importante essere consapevoli dei parametri di base per un interruttore ottico quando si sceglie quello giusto. Alcuni dei parametri di prestazione da considerare sono Dimensione richiesta (il numero di porte di ingresso e di uscita), Tipo di fibra ottica, Tipo di connettore, Lunghezza d'onda centrale, Larghezza di banda, Perdita, Crosstalk, Velocità di commutazione, Durata (numero di cicli di commutazione), Power Handling, e ripetibilità (la quantità di variazione della potenza di uscita ogni volta che l'interruttore cambia stato).
