Introducción Circuladores ópticosSon dispositivos microópticos y se pueden hacer con cualquier número de puertos, pero las versiones más comunes con 3 y 4 puertos son más comunes. A menudo también se encuentra una versión asimétrica, en la que el último puerto no circula alrededor del primero. Aunque esto ahorra fondos, no es la razón más importante para esto. Si nos aseguramos de que el último puerto no circule hacia el primero, podemos usar el dispositivo en los sistemas donde esta función no es necesaria (o indeseable). Por ejemplo, si la entrada del primer puerto está directamente conectada al láser, nosotros, por supuesto, no queremos que las señales falsas vuelvan a él.
Una de las características más atractivas de los circuladores ópticos es un nivel de pérdida relativamente bajo. Los dispositivos típicos proporcionan pérdidas entre puertos de 0. 5 dB a 1. 5 dB. Los circuladores ópticos son dispositivos muy universales y pueden usarse en muchas aplicaciones. Por ejemplo, una línea de comunicación de disputas que consta de dos fibras (una para cada dirección) se multiplica en un hilo de fibra. Esto se puede hacer para guardar el valor de la fibra. Por supuesto, en este caso, es necesario encargarse de minimizar las reflexiones en la línea de comunicación.
Principio de funcionamientoEl circulador óptico en sí no tiene un principio de acción único y simple. Los circuladores ópticos consisten en muchos componentes ópticos. Hay muchos diseños diferentes, pero el principio básico de operación es similar al principio de operación de un aislante óptico. La función principal del circulador se indica en la figura a continuación. La luz que ingresa a cualquier puerto corre alrededor del circulador y sale en el siguiente puerto. La luz que ingresa al puerto 1 ingresa al puerto 2, que ingresa al puerto 2 ingresa al puerto 3 y así sucesivamente. El dispositivo está simétricamente en funcionamiento en un círculo.
La luz que pasa en una dirección a través del rotador Faradey tiene una polarización girada en una dirección específica. La luz que ingresa al rotador de Faraday desde la dirección opuesta tiene una fase girada en la dirección opuesta (con respecto a la dirección de la propagación de la luz). Otra forma de ver esto es decir que la luz siempre gira en la misma dirección en relación con el rotor, independientemente de la dirección de su movimiento. Esto se complica por la presencia de polarización impredecible. Podríamos filtrar polarización no deseada, pero al mismo tiempo perderemos (en promedio) la mitad del mundo, y a menudo mucho más. Por lo tanto, dividimos la caída del «rayo» en dos rayos polarizados ortogonalmente y procesamos cada polarización por separado. Luego, las dos mitades se combinan antes del retiro al puerto de destino.
La figura muestra un circuito óptico básico de 3 puertos. Sus componentes funcionan de la siguiente manera:
- El cubo de la luz de polarización: este dispositivo divide el haz de entrada en dos rayos polarizados ortogonalmente.
- El bloque de dos bancos «ir»: este es solo un bloque de material de dos hablantes, cortado en un ángulo de 45 ° al eje óptico. El haz que cae por normal al aire-crítico se divide en dos rayos de polarización ortogonal. Un haz ordinario no se refracta y pasa sin interferencia. Lo inusual mejor refractado en ángulo a lo normal.
- Rotator de Faraday y placa de fase: ¡esta combinación pasa la luz en una dirección completamente sin cambios!(En la figura, esta dirección de derecha a izquierda). En la dirección opuesta, la polarización de la luz entrante gira en 90 °. En la dirección de la izquierda a la derecha de Faradei, la fase gira 45 ° (en sentido horario), y la placa de fase gira la luz por otros 45 ° (también en sentido horario). Por lo tanto, obtenemos una rotación pura de 90 ° en sentido horario. En la dirección de derecha a izquierda, la placa de fase gira la luz en la misma dirección (en relación con la dirección del haz de luz), que antes, es decir, en sentido antihorario a 45 °. Sin embargo, el rotador de Faraday gira la fase en la dirección opuesta (en relación con la dirección del haz), como antes, es decir, observando los mismos 45 °. Es decir, la fase gira en la dirección opuesta. Por lo tanto, no ocurre la polarización pura.(Por supuesto, en la práctica hay pérdidas debido a la reflexión e imperfección de la fabricación del dispositivo).
Como se muestra en el circulador óptico de 3 puertos, la luz pasa del puerto 1 al puerto 2 de la siguiente manera:
- 1. El haz que ingresa al puerto 1 se divide en dos rayos separados con polarizaciones ortogonales. Un haz ordinario pasa sin refracción, pero se refracta un «inusual» polarizado ortogonalmente (en la figura).
- 2. Ambos rayos pasan de izquierda a derecha a través del rotor del Faraday y la placa de desaceleración de fase. Ambos rayos giran 90 °.
- 3. Luego, ambos rayos se reúnen con otro bloqueo de do s-IP (bloque B), idéntico al primero. Como resultado de girar la fase en la etapa anterior, los rayos cambiaron lugares. Un rayo, que era un haz ordinario en el bloque A (y no se refracta), se convierte en un haz inusual en el bloque B (y se refracta en el bloque B). Un haz inusual en el bloque A (el circuito superior en la figura) se convierte en un haz ordinario en el bloque B (y no se refracta en el bloque B). La luz se refracta y se une nuevamente, como se muestra en la figura. Luego se muestra en el puerto 2.
Para conectarse con una fibra en la entrada y la salida, generalmente se usa cualquier lente. Por lo general, la lente de sonrisa se usa aquí. La ruta del puerto 2 al puerto 3 es algo más complicado:
- 1. La luz que proviene del puerto 3 se divide en el bloque B.
- 2. Al moverse en la dirección opuesta, la polarización de ambos rayos no cambia.
- 3. El bloque A de dos escasas ahora pasa el haz superior sin cambios, pero cambia el inferior aún más. 4. Entonces, ambos rayos se combinan nuevamente usando un reflector Prism y un cubo de luz de polarización.
Nota: Si solo se conectan los puertos 1 y 2, se puede usar un circulador óptico como aislante óptico. De hecho, si abandona el luminador de los rayos y el prisma del reflector, obtendrá un aislante excelente (con pérdidas muy bajas) independientemente de la polarización. La ruta del puerto 3 al puerto 1 se puede construir agregando componentes adicionales; Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones no hay necesidad de esto, ya que todavía no necesitamos una conexión del puerto 3 al puerto 1.
ConclusiónHay muchas formas de construir circuladores ópticos (tanto 3 como 4 puertos). Todos estos métodos utilizan combinaciones de componentes y principios similares descritos anteriormente. El mayor problema con los circuladores ópticos es que los componentes deben hacerse con tolerancias muy cercanas y se colocan con mucha precisión. Esto causa un costo relativamente alto. Sin embargo, en Fiberstore puedes encontrar circuladores ópticos económicos.
