Componentes ópticos avanzados: interruptor óptico

El interruptor óptico (o interruptor de fibra óptica) puede ser un dispositivo mecánico, mecánico óptico o electrónico que abre o cierra la cadena óptica. El interruptor óptico se puede usar para completar o ruptura de la ruta óptica. Los interruptores ópticos de fibra pasiva dirigen una señal óptica sin una transformación electroóptica u óptica-eléctrica. Sin embargo, un interruptor óptico pasivo puede usar un dispositivo electromecánico para el posicionamiento físico del interruptor. El interruptor óptico puede tener uno o más puertos de entrada y dos o varios puertos de salida. Aquí hay un interruptor-mecánico óptico con una entrada y cuatro puertos de salida, es decir, un interruptor óptico 1 × 4).

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Como cualquier otro tipo de interruptor, el interruptor óptico tiene muchas aplicaciones, dependiendo de la complejidad de la estructura. De hecho, un interruptor es una herramienta de control para crear, romper o cambiar las conexiones en un circuito óptico. Esta definición se puede ampliar al incluir el concepto de un interruptor como un cuerpo de control que conecta o transfiere conexiones de un esquema óptico a otro.

Según el principio de acción y funciones, los interruptores ópticos son de tres tipos: interruptor-mecánico óptico, interruptor termo-óptico, interruptor electroóptico. Nota: Fiberstore expande la línea de interruptores ópticos, pero aún no incluye interruptores term o-ópticos y electroopáticos.

El interruptor optánico del interruptor optromecánico redirige una señal óptica mudando fibra o elementos ópticos volumétricos utilizando dispositivos mecánicos. Los interruptores ópticos de este tipo generalmente son conducidos por un motor de paso. El motor de paso mueve el espejo que dirige la luz desde la entrada a la salida deseada, como se muestra en la figura a continuación. Aunque los interruptores mecánicos ópticos son por naturaleza lentos debido al movimiento físico real de los elementos ópticos, su confiabilidad, bajas pérdidas inferidas y los triunfadores mínimos de cruz los hacen un tipo generalizado de interruptores ópticos.

Estructura del interruptor óptico optomecánico.

El trabajo del interruptor mayorista se basa en el hecho de que los paquetes de entrada y luz de salida se confunden en la fibra y «consistente» en el dispositivo de conmutación (las vigas se mueven en el dispositivo para proporcionar la conexión conmutada entre las entradas y las salidas) . El interruptor optánico puede ser físicamente más grande que los interruptores alternativos, pero hay muchos interruptores micromecánicos de fibra óptica, como el interruptor óptico (MEMS) de sistemas micro electro mecánicos. Aquí hay un interruptor mini-optomecánico 1 × 4 y un interruptor óptico 1 × 8 MEMS de FiberStore.

Mini interruptores óptico-mecánicos 1×4 Interruptor óptico MEMS 1×8

El interruptor de interruptor termooptic se basa en una teoría de agua de onda y utiliza ondas de polímeros o cuarzo. En otras palabras, este interruptor óptico utiliza propiedades térmicas/coeficiente de refracción del material del dispositivo. El principio de funcionamiento de este interruptor se basa en un cambio en el indicador de refracción de la guía de onda bajo la influencia de los cambios de temperatura.

El cambio de temperatura se puede lograr de varias maneras, pero generalmente el dispositivo se calienta usando un calentador resistivo, lo que conduce a una desaceleración de la luz en una de las rutas. Luego, el dispositivo combina la luz de dos maneras en un efecto constructivo o destructivo, lo que le permite aflojar o cambiar la señal. Este tipo de interruptores por naturaleza es lento debido al tiempo necesario para calentar la guía de ondas. Es como un quemador en una estufa eléctrica: lleva tiempo calentarse y tiempo para enfriar.

Los dispositivos de este tipo generalmente tienen pérdidas ópticas más pequeñas que los interruptores optánicos. Los interruptores termooptic son atractivos por varias razones: funcionan bien en aplicaciones con baja potencia óptica, tienen tamaños pequeños y pueden integrarse en una serie de dispositivos basados ​​en la teoría de las placas de silicio.

El interruptor electr o-óptico se llama varios fenómenos que ocurren durante el paso de la onda electromagnética en el espectro óptico a través del material bajo la acción de un campo eléctrico. El interruptor electr o-óptico se basa en un cambio en el índice de refracción de la guía de onda utilizando un campo eléctrico. Este dispositivo se crea sobre la base de semiconductores y, por lo tanto, cuenta con una baja velocidad y bajas pérdidas de potencia óptica, como los dispositivos termooptic. Este dispositivo todavía está en la etapa de estudio, pero la tecnología se está desarrollando rápidamente.

Los interruptores ópticos se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones, tanto grandes como pequeñas. El uso de un conmutador de fibra óptica permite enrutar los datos donde y cuando se necesitan. Al elegir un interruptor óptico, es importante conocer sus parámetros básicos. Los parámetros a considerar incluyen el tamaño requerido (cantidad de puertos de entrada y salida), tipo de fibra óptica, tipo de conector, longitud de onda central, ancho de banda, pérdida, diafonía, velocidad de conmutación, durabilidad (cantidad de ciclos de conmutación), consumo de energía y repetibilidad (la cantidad de cambio en la potencia de salida con cada cambio en el estado del interruptor). Nota: La mayoría de los parámetros enumerados anteriormente se mencionaron en la publicación anterior: Parámetros básicos de dispositivos de red óptica pasiva.