Geavanceerde optische componenten - optische schakelaar
Optische schakelaar (of vezeloptische schakelaar) kan een mechanisch, opto-mechanisch of elektronisch apparaat zijn dat een optisch circuit opent of sluit. De optische schakelaar kan worden gebruikt om een optisch pad te voltooien of te verbreken. Passieve glasvezelschakelaars leiden een optisch signaal zonder elektro-optische of opto-elektrische conversie. Een passieve optische schakelaar kan echter een elektromechanisch apparaat gebruiken om de schakelaar fysiek te positioneren. Een optische schakelaar kan een of meer ingangspoorten en twee of meer uitgangspoorten hebben. Hier is een opto-mechanische optische schakelaar met één invoerpoort en vier uitvoerpoorten, dat wil zeggen een 1 × 4 optische schakelaar).
Zoals bij elk ander type schakelaar, heeft de optische schakelaar vele toepassingen, afhankelijk van de complexiteit van het ontwerp. In wezen is de schakelaar de besturing voor het maken, verbreken of wijzigen van de verbindingen binnen een optisch circuit. Deze definitie kan worden uitgebreid om het concept van de schakelaar op te nemen als de besturing die verbindingen verbindt of overdraagt van het ene optische circuit naar het andere.
Volgens het werkingsprincipe en de functie zijn er drie soorten optische schakelaars: Opto-mechanische schakelaar, thermo-optische schakelaar, elektro-optische schakelaar. Opmerking: Fiberstore heeft de productlijn van optische schakelaars uitgebreid, maar niet de thermo-optische en elektro-optische schakelaars tot nu toe.
Opto-mechanische schakelaar
Een opto-mechanische schakelaar leidt een optisch signaal om door vezel- of bulkoptiekelementen te verplaatsen met behulp van mechanische apparaten. Dit soort optische schakelaars worden typisch door een stappenmotor aangedreven. De stepper verplaatst een spiegel die het licht van de invoer naar de gewenste uitgang leidt, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Hoewel opto-mechanische schakelaars inherent traag zijn vanwege de daadwerkelijke fysieke beweging van de optische elementen, maken hun betrouwbaarheid, lage invoegverliezen en minimale overspraak hen tot een veelgebruikt type optische schakelaar.
De opto-mechanische schakelaar werkt op het vooronderstelling dat de ingangs- en uitgangslichtbundels in de vezel worden gecollimeerd en binnen de schakelinrichting worden "afgestemd" (de bundels worden binnen het apparaat bewogen om de geschakelde verbinding van de ingangen naar de uitgangen te verzekeren). De opto-mechanische schakelaar kan fysiek groter zijn dan alternatieve schakelaars, maar er zijn veel micromechanische glasvezelschakelaars beschikbaar, zoals de Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) optische schakelaar. Hier is een Mini 1 × 4 Opto-mechanische schakelaar en een 1 × 8 MEMS optische switch van Fiberstore .
  |
Thermo-optische schakelaar
De thermo-optische schakelaar is gebaseerd op de golfgeleider-theorie en maakt gebruik van golfgeleiders gemaakt in polymeren of silica. Met andere woorden, deze optische schakelaar gebruikt de thermische / brekingsindexeigenschappen van het materiaal van het apparaat. Het principe van deze schakelaar is afhankelijk van het wijzigen van de brekingsindex van de golfgeleider als gevolg van een temperatuurverandering.
De temperatuurverandering kan op vele manieren worden bereikt, maar in het algemeen wordt de inrichting verwarmd door gebruik te maken van een weerstandsverwarmer, hetgeen het effect heeft dat het licht in een van de paden wordt vertraagd. Het apparaat combineert dan het licht in de twee paden in een constructief of destructief effect, waardoor het mogelijk is om het signaal te verzwakken of te schakelen. Dit type schakelaar is inherent langzaam vanwege de tijd die het kost om de golfgeleider te verwarmen. Het is als een brander op een elektrische kachel: het duurt even voordat het is opgewarmd en een tijdje om af te koelen.
Dit type apparaat heeft doorgaans minder optisch verlies dan de opto-mechanische schakelaar. Thermo-optische schakelaars zijn om verschillende redenen aantrekkelijk: ze werken goed in toepassingen met een laag optisch vermogen, zijn klein van formaat en kunnen worden geïntegreerd met een aantal apparaten op basis van de siliciumwafeltheorie.
Electro-optische schakelaar
Elektro-optisch verwijst naar een verscheidenheid aan verschijnselen die optreden wanneer een elektromagnetische golf in het optische spectrum door een materiaal reist onder de spanning van een elektrisch veld. Een elektro-optische schakelaar is gebaseerd op het veranderen van de brekingsindex van een golfgeleider door gebruik te maken van een elektrisch veld. Dit apparaat is gebaseerd op halfgeleiders en heeft daarom een hoge snelheid en een laag optisch vermogensverlies dat vergelijkbaar is met dat van de thermo-optische apparaten. Dit apparaat bevindt zich nog in de onderzoeksfase; de technologie gaat echter snel vooruit.
Optische schakelaars kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, groot en klein. Het gebruik van een glasvezel-switch zorgt ervoor dat gegevens kunnen worden gerouteerd waar en wanneer dat nodig is. Het is belangrijk om op de hoogte te zijn van de basisparameters voor een optische schakelaar bij het kiezen van de juiste. Enkele van de te overwegen prestatieparameters zijn Vereist formaat (het aantal invoer- en uitvoerpoorten), glasvezeltype, connectortype, middengolflengte, bandbreedte, verliezen, overspraak, schakelsnelheid, duurzaamheid (aantal schakelcycli), vermogensverwerking, en Herhaalbaarheid (de hoeveelheid verandering in uitgangsvermogen elke keer dat de schakelaar verandert).
