Componentes Ópticos Avançados - Interruptor Ótico
O comutador óptico (ou comutador de fibra ótica) pode ser um dispositivo mecânico, opto-mecânico ou eletrônico que abre ou fecha um circuito óptico. O interruptor óptico pode ser usado para completar ou quebrar um caminho óptico. Os comutadores de fibra ótica passiva rotearão um sinal óptico sem conversão eletro-óptica ou opto-elétrica. No entanto, um comutador óptico passivo pode usar um dispositivo eletromecânico para posicionar fisicamente o comutador. Um comutador óptico pode ter uma ou mais portas de entrada e duas ou mais portas de saída. Aqui está um switch ótico opto-mecânico com uma porta de entrada e quatro portas de saída, ou seja, um Interruptor Ótico 1 × 4).
Como com qualquer outro tipo de switch, o switch óptico tem muitos usos, dependendo da complexidade do design. Em essência, o switch é o controle para fazer, interromper ou alterar as conexões dentro de um circuito óptico. Essa definição pode ser expandida para incorporar o conceito do switch como o controle que interconecta ou transfere conexões de um circuito óptico para outro.
De acordo com o princípio de funcionamento e função, existem três tipos de interruptores ópticos: Interruptor Opto-Mecânico, Interruptor Termo-Óptico, Interruptor Eletro-Óptico. Nota: A Fiberstore vem expandindo a linha de produtos de switches ópticos, mas não inclui os switches termo-ópticos e eletro-ópticos.
Interruptor Opto-Mecânico
Um interruptor opto-mecânico redireciona um sinal óptico movendo elementos ópticos de fibra ou massa por meio de dispositivos mecânicos. Esses tipos de interruptores ópticos são tipicamente acionados por motor de passo. O stepper moverá um espelho que direciona a luz da entrada para a saída desejada, conforme mostrado na figura abaixo. Embora os interruptores opto-mecânicos sejam inerentemente lentos devido ao movimento físico real dos elementos óticos, sua confiabilidade, baixas perdas de inserção e mínimo de crosstalk fazem deles um tipo de switch ótico amplamente implantado.
A chave opto-mecânica trabalha na premissa de que os feixes de luz de entrada e saída são colimados dentro da fibra e “combinados” dentro do dispositivo de comutação (os feixes são movidos dentro do dispositivo para garantir a conexão comutada das entradas para as saídas). O comutador opto-mecânico pode ser fisicamente maior do que os comutadores alternativos, mas existem muitos comutadores de fibra ótica micromecânicos disponíveis, como o comutador óptico Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). Aqui está um Interruptor Opto-mecânico Mini 1 × 4 e um Interruptor Ótico MEMS 1 × 8 da Fiberstore .
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Interruptor Termo-Óptico
O interruptor termo-óptico é baseado na teoria do guia de ondas e utiliza guias de onda feitas em polímeros ou sílica. Em outras palavras, este interruptor óptico utiliza as propriedades de índice de refração / térmica do material do dispositivo. O princípio deste interruptor depende da alteração do índice de refração do guia de onda devido a uma mudança de temperatura.
A mudança de temperatura pode ser realizada de várias maneiras, mas geralmente o dispositivo é aquecido usando um aquecedor resistivo, que tem o efeito de desacelerar a luz em um dos caminhos. O dispositivo então combina a luz nos dois caminhos em um efeito construtivo ou destrutivo, tornando possível atenuar ou mudar o sinal. Este tipo de interruptor é inerentemente lento devido ao tempo que leva para aquecer o guia de onda. É como um queimador em um fogão elétrico: leva um tempo para aquecer e um tempo para esfriar.
Este tipo de dispositivo normalmente tem menos perda óptica do que o comutador opto-mecânico. Os switches termo-ópticos são atraentes por vários motivos: funcionam bem em aplicações de baixa potência óptica, são pequenos em tamanho e têm o potencial de serem integrados a vários dispositivos baseados na teoria de wafer de silício.
Interruptor Eletro-Óptico
Eletro-óptica refere-se a uma variedade de fenômenos que ocorrem quando uma onda eletromagnética no espectro óptico viaja através de um material sob o estresse de um campo elétrico. Um interruptor eletro-ótico é baseado na mudança do índice de refração de um guia de onda usando um campo elétrico. Este dispositivo é baseado em semicondutor e, portanto, possui alta velocidade e baixa perda de potência óptica semelhante à dos dispositivos termo-ópticos. Este dispositivo ainda está em fase de pesquisa; no entanto, a tecnologia está avançando rapidamente.
Optical switches podem ser usados em uma variedade de aplicações, grandes e pequenas. O uso de um comutador de fibra ótica permite que os dados sejam roteados onde e quando for necessário. É importante estar ciente dos parâmetros básicos para um interruptor óptico ao escolher um correto. Alguns dos parâmetros de desempenho a serem considerados são Tamanho Necessário (o número de portas de entrada e saída), Tipo de Fibra Óptica, Tipo de Conector, Comprimento de Onda Central, Largura de Banda, Perdas, Crosstalk, Velocidade de Comutação, Durabilidade (número de ciclos de comutação), Power Handling, e Repetibilidade (a quantidade de alteração na potência de saída sempre que o comutador muda de estado).