Componentes ópticos avanzados - Interruptor óptico

- Mar 18, 2019-

Componentes ópticos avanzados - Interruptor óptico


El interruptor óptico (o interruptor de fibra óptica) puede ser un dispositivo mecánico, opto-mecánico o electrónico que abre o cierra un circuito óptico. El interruptor óptico se puede utilizar para completar o romper un camino óptico. Los interruptores de fibra óptica pasivos dirigirán una señal óptica sin conversión electro-óptica u opto-eléctrica. Sin embargo, un interruptor óptico pasivo puede usar un dispositivo electromecánico para posicionar físicamente el interruptor. Un interruptor óptico puede tener uno o más puertos de entrada y dos o más puertos de salida. Aquí hay un interruptor óptico opto-mecánico con un puerto de entrada y cuatro puertos de salida, es decir, un interruptor óptico de 1 × 4).

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Al igual que con cualquier otro tipo de interruptor, el interruptor óptico tiene muchos usos, dependiendo de la complejidad del diseño. En esencia, el interruptor es el control para realizar, romper o cambiar las conexiones dentro de un circuito óptico. Esta definición se puede ampliar para incorporar el concepto de interruptor como el control que interconecta o transfiere las conexiones de un circuito óptico a otro.

Según el principio de funcionamiento y la función, hay tres tipos de interruptores ópticos: interruptor opto-mecánico, interruptor termo-óptico, interruptor electro-óptico. Nota: Fiberstore ha estado expandiendo la línea de productos de interruptores ópticos, pero aún no incluye los interruptores termoópticos y electroópticos.

Interruptor opto-mecánico
Un interruptor opto-mecánico redirige una señal óptica moviendo fibra o elementos ópticos a granel por medio de dispositivos mecánicos. Estos tipos de interruptores ópticos son típicamente impulsados por motores paso a paso. El paso a paso moverá un espejo que dirige la luz desde la entrada a la salida deseada, como se muestra en la siguiente figura. Aunque los interruptores opto-mecánicos son inherentemente lentos debido al movimiento físico real de los elementos ópticos, su confiabilidad, bajas pérdidas de inserción y un mínimo de interferencia los convierte en un tipo de interruptor óptico ampliamente implementado.

Estructura del interruptor óptico opto-mecánico

El interruptor opto-mecánico funciona bajo la premisa de que los haces de luz de entrada y salida están colimados dentro de la fibra y se “emparejan” dentro del dispositivo de conmutación (los haces se mueven dentro del dispositivo para garantizar la conexión conmutada de las entradas a las salidas). El interruptor opto-mecánico puede ser físicamente más grande que los interruptores alternativos, pero hay muchos interruptores micromecánicos de fibra óptica disponibles, como el interruptor óptico Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). Aquí hay un mini interruptor opto-mecánico de 1 × 4 y un interruptor óptico de 1 × 8 MEMS de Fiberstore .

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Interruptor termo-optico
El interruptor termo-óptico se basa en la teoría de la guía de onda y utiliza guías de onda hechas en polímeros o sílice. En otras palabras, este interruptor óptico utiliza las propiedades de índice de refracción / térmica del material del dispositivo. El principio de este interruptor se basa en la alteración del índice de refracción de la guía de onda debido a un cambio de temperatura.

El cambio de temperatura se puede lograr de muchas maneras, pero generalmente el dispositivo se calienta utilizando un calentador resistivo, que tiene el efecto de reducir la velocidad de la luz en uno de los caminos. Luego, el dispositivo combina la luz en los dos caminos en un efecto constructivo o destructivo, lo que hace posible atenuar o cambiar la señal. Este tipo de interruptor es inherentemente lento debido al tiempo que toma calentar la guía de ondas. Es como un quemador en una estufa eléctrica: tarda un poco en calentarse y un poco en enfriarse.

Este tipo de dispositivo típicamente tiene menos pérdida óptica que el interruptor opto-mecánico. Los interruptores termoópticos son atractivos por varias razones: funcionan bien en aplicaciones de baja potencia óptica, son de tamaño pequeño y tienen el potencial de integrarse con una serie de dispositivos basados en la teoría de las obleas de silicio.

Interruptor electro-optico
La electro-óptica se refiere a una variedad de fenómenos que ocurren cuando una onda electromagnética en el espectro óptico viaja a través de un material bajo la tensión de un campo eléctrico. Un interruptor electro-óptico se basa en el cambio del índice de refracción de una guía de onda mediante el uso de un campo eléctrico. Este dispositivo está basado en semiconductores y, por lo tanto, posee una alta velocidad y una baja pérdida de potencia óptica similar a la de los dispositivos termoópticos. Este dispositivo todavía está en la etapa de investigación; Sin embargo, la tecnología está avanzando rápidamente.

Los interruptores ópticos se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones, grandes y pequeñas. El uso de un interruptor de fibra óptica permite que los datos se dirijan a dónde y cuándo se necesiten. Es importante tener en cuenta los parámetros básicos de un interruptor óptico al elegir el correcto. Algunos de los parámetros de rendimiento a considerar son Tamaño requerido (número de puertos de entrada y salida), Tipo de fibra óptica, Tipo de conector, Longitud de onda central, Ancho de banda, Pérdidas, Interferencia, Velocidad de conmutación, Durabilidad (número de ciclos de conmutación), Manejo de potencia, y Repetibilidad (la cantidad de cambio en la potencia de salida cada vez que el interruptor cambia de estado).


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