Pokročilé optické komponenty - optický prepínač
Optický prepínač (alebo prepínač optických vlákien) môže byť mechanické, opto-mechanické alebo elektronické zariadenie, ktoré otvára alebo zatvára optický obvod. Optický prepínač možno použiť na dokončenie alebo prerušenie optickej dráhy. Pasívne optické prepínače budú smerovať optický signál bez elektro-optickej alebo opto-elektrickej konverzie. Pasívny optický prepínač však môže použiť elektromechanické zariadenie na fyzické umiestnenie spínača. Optický prepínač môže mať jeden alebo viac vstupných portov a dva alebo viac výstupných portov. Tu je opto-mechanický optický prepínač s jedným vstupným portom a štyrmi výstupnými portami, tj optickým prepínačom 1 × 4).
Rovnako ako u iných typov spínačov, aj optický prepínač má mnoho možností použitia, v závislosti od zložitosti dizajnu. Spínač je v podstate riadením na vytvorenie, rozbitie alebo zmenu spojenia v rámci optického obvodu. Táto definícia môže byť rozšírená tak, aby zahŕňala koncepciu prepínača ako riadenia, ktoré prepája alebo prenáša spojenia z jedného optického obvodu do druhého.
Podľa prevádzkového princípu a funkcie sú k dispozícii tri typy optických prepínačov: Opto-Mechanický spínač, Termo-Optický Spínač, Elektro-Optický Spínač. Poznámka: Fiberstore rozširuje produktovú radu optických prepínačov, ale nezahŕňa termooptické a elektrooptické spínače.
Opto-mechanický spínač
Opto-mechanický prepínač presmeruje optický signál pohybujúcimi sa vláknovými alebo objemovými optickými prvkami pomocou mechanických zariadení. Tieto typy optických prepínačov sú typicky poháňané krokovým motorom. Krokper presunie zrkadlo, ktoré nasmeruje svetlo zo vstupu na požadovaný výstup, ako je znázornené na obrázku nižšie. Hoci opto-mechanické spínače sú v podstate pomalé v dôsledku skutočného fyzického pohybu optických prvkov, ich spoľahlivosť, nízke straty pri vkladaní a minimálny presluch z nich robia široko používaný typ optického prepínača.
Opto-mechanický prepínač pracuje na predpoklade, že vstupné a výstupné svetelné lúče sú kolimované vo vnútri vlákna a „spárované“ v spínacom zariadení (lúče sa pohybujú v rámci zariadenia, aby sa zabezpečilo spínané spojenie zo vstupov do výstupov). Opto-mechanický prepínač môže byť fyzicky väčší ako alternatívne prepínače, ale existuje mnoho mikromechanických prepínačov optických vlákien, ktoré sú k dispozícii, ako je napríklad optický spínač Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). Tu je Mini 1 × 4 Opto-mechanický prepínač a 1 × 8 MEMS Optical Switch z Fiberstore .
  |
Termo-optický prepínač
Termooptický spínač je založený na teórii vlnovodu a využíva vlnovody vyrobené z polymérov alebo oxidu kremičitého. Inými slovami, tento optický prepínač využíva vlastnosti indexu tepla / lomu materiálu zariadenia. Princíp tohto prepínača závisí od zmeny indexu lomu vlnovodu v dôsledku zmeny teploty.
Teplotná zmena sa môže uskutočniť mnohými spôsobmi, ale zariadenie sa všeobecne zahrieva pomocou odporového ohrievača, ktorý má za následok spomalenie svetla v jednej z ciest. Zariadenie potom kombinuje svetlo v oboch dráhach konštruktívnym alebo deštruktívnym účinkom, čo umožňuje zoslabiť alebo prepnúť signál. Tento typ prepínača je v podstate pomalý vzhľadom na čas potrebný na ohrev vlnovodu. Je to ako horák na elektrickom sporáku: chvíľu trvá, kým sa zohreje a chvíľu sa ochladí.
Tento typ zariadenia má typicky menšiu optickú stratu ako opto-mechanický spínač. Termooptické spínače sú atraktívne z niekoľkých dôvodov: pracujú dobre v nízkoenergetických aplikáciách, majú malú veľkosť a majú potenciál byť integrovaný s radom zariadení založených na teórii kremíkových dosiek.
Elektro-optický spínač
Elektro-optika sa týka rôznych javov, ktoré sa vyskytujú, keď elektromagnetická vlna v optickom spektre prechádza materiálom pod napätím elektrického poľa. Elektrooptický spínač je založený na zmene indexu lomu vlnovodu pomocou elektrického poľa. Toto zariadenie je založené na polovodičoch, a preto sa môže pochváliť vysokými rýchlosťami a nízkou optickou stratou výkonu podobnou termooptickým zariadeniam. Toto zariadenie je stále vo fáze výskumu; technológia však rýchlo napreduje.
Optické prepínače môžu byť použité v rôznych aplikáciách, veľkých aj malých. Použitie prepínača optických vlákien umožňuje smerovanie údajov tam, kde je to potrebné. Pri výbere správneho prepínača je dôležité mať na pamäti základné parametre optického spínača. Niektoré z výkonnostných parametrov, ktoré treba zvážiť, sú Požadovaná veľkosť (počet vstupných a výstupných portov), Typ optického vlákna, Typ konektora, Stredová vlnová dĺžka, Šírka pásma, Straty, Krížová frekvencia, Rýchlosť spínania, Trvanlivosť (počet cyklov spínania), Manipulácia s napájaním, a Opakovateľnosť (veľkosť zmeny výstupného výkonu pri každom zmene stavu prepínača).
