Switsys optegolyn gydrannau allweddol mewn switsio optegol, yn meddu ar un neu fwy o borthladdoedd trawsyrru y gellir eu dethol a all drosi neu berfformio gweithrediadau rhesymegol ar signalau optegol mewn llinellau trawsyrru optegol. Mae ganddynt gymwysiadau eang mewn systemau rhwydwaith ffibr optig.
Gellir rhannu switshis optegol yn ddau brif gategori: mecanyddol ac anfecanyddol. Mae switshis optegol mecanyddol yn dibynnu ar symud ffibrau optegol neu gydrannau optegol i newid y llwybr optegol; mae switshis optegol anfecanyddol yn dibynnu ar effeithiau optig electro-optig, acwsto, neu thermo- i newid mynegai plygiannol y donfedd, a thrwy hynny newid y llwybr optegol. Disgrifir strwythur ac egwyddorion gweithio'r ddau fath hyn o switshis optegol isod.
Switsh optegol mecanyddol
Mae mathau newydd o switshis optegol mecanyddol yn cynnwys switshis optegol micro-system electrofecanyddol (MEMS) a switshis optegol ffilm tenau metel.
Mae switshis optegol Systemau Microelectromecanyddol (MEMS) yn cael eu gwneud ar ddeunydd swbstrad lled-ddargludyddion, gan greu amrywiaeth o ddrychau micro sy'n gallu symud a chylchdroi munudau. Mae'r micro{2}}drychau hyn yn fach iawn, tua 140 μm x 150 μm, ac o dan ddylanwad grym gyrru, maent yn newid y signal optegol mewnbwn i wahanol ffibrau allbwn. Mae'r grym gyrru sy'n cael ei gymhwyso i'r micro-drychau yn cael ei gynhyrchu gan ddefnyddio effeithiau thermol, magnetig neu electrostatig. Dangosir strwythur switsh optegol MEMS yn y ffigur.
Pan mae'r micro{0}}drych yng nghyfeiriadedd 1, mae'r golau mewnbwn yn allbwn trwy ganllaw allbwn 1; pan fydd y micro{3}}drych yng nghyfeiriadedd 2, mae'r golau mewnbwn yn cael ei allbynnu trwy ganllaw allbwn 2. Mae cylchdroi'r micro-drych yn cael ei reoli gan foltedd (100-200V). Mae'r ddyfais hon yn cynnwys maint bach, cymhareb difodiant uchel (cymhareb pŵer allbwn optegol yn y cyflwr ymlaen i'r pŵer optegol allbwn yn y cyflwr diffodd), ansensitifrwydd i polareiddio, cost isel, cyflymder newid cymedrol, a cholled mewnosod llai nag 1 dB. Dangosir strwythur switsh optegol ffilm denau metel yn Ffigur 3-40. Yn y math hwn o switsh optegol, mae'r haen graidd waveguide islaw'r cladin gwaelod, ac mae ffilm denau metel uwch ei ben, gydag aer rhwng y ffilm denau metel a'r waveguide. Mae foltedd a gymhwysir rhwng y ffilm denau metel a'r swbstrad yn cynhyrchu grym electrostatig ar y ffilm denau metel. O dan y grym hwn, mae'r ffilm denau metel yn symud i lawr ac yn cysylltu â'r canllaw tonnau, gan newid mynegai plygiannol y canllaw tonnau ac felly'n newid symudiad cam y signal optegol sy'n mynd trwy'r canllaw tonnau. Yn Ffigur 3-40c, heb foltedd, mae'r ffilm denau aur yn cael ei godi, ac mae'r newid cam yn y ddwy fraich yr un peth, felly mae'r signal optegol yn allbwn o borthladd 2; gyda foltedd wedi'i gymhwyso, mae'r ffilm denau metel yn cysylltu â'r canllaw tonnau, gan achosi newid cam π yn y fraich honno, ac mae'r signal optegol yn allbwn o borthladd 1.
Switsh optegol nad yw'n fecanyddol
Mae switshis optegol anfecanyddol yn cynnwys mathau fel switshis optegol crisial hylifol, switshis optegol effaith optig electro, switshis optegol effaith optig thermo, a switshis mwyhadur optegol lled-ddargludyddion.
Mae switsh optegol crisial hylifol yn cael ei wneud trwy greu canllawiau tonnau canghennog pelydr golau polariaidd ar ddeunydd lled-ddargludyddion. Mae rhigol wedi'i ysgythru ar ongl benodol ar groesffordd y tonnau, ac mae grisial hylif yn cael ei chwistrellu i'r rhigol. Rhoddir gwresogydd o dan y rhigol. Pan nad yw'r rhigol wedi'i gynhesu, mae'r trawst golau yn mynd yn syth drwodd; pan gânt eu gwresogi, cynhyrchir swigod o fewn y grisial hylif, ac oherwydd adlewyrchiad mewnol llwyr, mae'r golau'n newid cyfeiriad ac yn cael ei allbwn i'r canllaw tonnau a ddymunir.
Mae effeithiau electro-optig a thermo-yn defnyddio'r ffenomen bod mynegai plygiannol rhai defnyddiau yn newid gyda foltedd a thymheredd, gan alluogi creu dyfeisiau switsio optegol.
Mae switshis optegol mwyhadur optegol lled-ddargludyddion (SOA) yn cyflawni ymarferoldeb newid trwy newid foltedd gogwydd y mwyhadur optegol lled-ddargludyddion.
Mae prif baramedrau switshis optegol yn cynnwys ystod tonfedd, colled mewnosod, colled dychwelyd optegol, crosstalk, pŵer mewnbwn optegol, polareiddio-colled dibynnol, ailadroddadwyedd, cyflymder newid, ac oes.
Hidlydd optegol
Dyfeisiau dewisol tonfedd yw hidlyddion optegol sydd â chymwysiadau pwysig mewn systemau cyfathrebu ffibr optig, megis sŵn hidlo mewn mwyhaduron optegol fel y trafodwyd yn yr adran flaenorol. Yn enwedig mewn rhwydweithiau ffibr optig WDM, lle mae'n rhaid i bob derbynnydd ddewis y sianel ofynnol, mae hidlwyr yn dod yn elfen anhepgor. Rhennir hidlwyr yn ddau brif gategori: hidlwyr sefydlog a hidlwyr tiwnadwy. Mae'r cyntaf yn caniatáu i olau signal o donfedd benodol basio drwodd, tra gall yr olaf ddewis tonfeddi yn ddeinamig o fewn lled band optegol penodol. Dangosir swyddogaethau a dosbarthiad hidlwyr optegol yn y ffigur.
Dangosir nodweddion trosglwyddo hidlydd optegol ymarferol yn y ffigur. Prif baramedrau hidlydd optegol tonfedd - sefydlog yw tonfedd y ganolfan λ2 a'r lled band Δλ. Yn ogystal â'r rhain, mae yna hefyd baramedrau megis colled mewnosod ac ynysu.
Gratio ffibr optig
Mae rhwyllau Bragg Ffibr yn defnyddio diffygion a gyflwynwyd yn ystod gweithgynhyrchu ffibr, gan ddefnyddio arbelydru golau uwchfioled i greu amrywiad cyfnodol yn nosbarthiad mynegai plygiannol y craidd ffibr. Dangosir effaith hidlo gratio Bragg ffibr yn y ffigur; mae tonfeddi sy'n bodloni cyflwr gratio Bragg yn cael eu hadlewyrchu'n llwyr, tra bod tonfeddi eraill yn mynd trwodd, gan ei wneud yn ffilter rhicyn ffibr cyfan.
Mae dau ddull ar gyfer ffugio rhwyllau Bragg ffibr:
(1) Dull ymyrraeth:Mae'r dull ymyrraeth yn defnyddio'r egwyddor o ymyrraeth dau drawst. Rhennir pelydr o olau uwchfioled yn ddau drawst cyfochrog, gan greu maes ymyrraeth y tu allan i'r ffibr optegol. Trwy addasu hyd y ddwy fraich ymyrraeth, gellir gwneud cyfnod yr ymylon ymyrraeth canlyniadol i fodloni'r gofynion ar gyfer ffugio'r gratio Bragg ffibr.
(2) Dull mwgwd cam:Mae'r dull mwgwd gwedd yn defnyddio mwgwd parod. Pan fydd golau uwchfioled yn mynd trwy'r mwgwd cam, mae ymyrraeth yn digwydd, gan greu maes ymyrraeth ar wyneb silindrog y ffibr optegol, gan ysgrifennu'r gratio i'r ffibr.
