פסיבי רכיבים אופטיים - סירקולטורית אופטית
מבוא
מחזורי אופטי הם מכשירים microoptic והוא יכול להתבצע עם מספר כלשהו של יציאות אבל 3 ו 4 יציאות הגירסאות הנפוצות ביותר. כמו כן, מקובל לבנות גרסה אסימטרית שבה הנמל האחרון אינו מסתובב סביב הראשון. בעוד זה חוסך כמה עלות זו לא הסיבה החשובה ביותר לעשות את זה. אם אנו מוודאים שהנמל האחרון אינו מסתובב סביב הראשון, אנו יכולים להשתמש בהתקן במערכות שבהן איננו זקוקים לתכונה זו (או רוצים). לדוגמה, אם קלט ליציאה הראשונה מחובר ישירות לייזר אנחנו בהחלט לא רוצה אותות מזויפים להיות מוחזרים בחזרה אליו.
אחת האטרקציות הגדולות של מחזורי אופטי היא רמה נמוכה יחסית של הפסד. התקנים אופייניים נותנים הפסד יציאה ליציאה בין dB 0.5 ל -1.5 dB. מחזורי אופטי הם התקנים תכליתי מאוד וניתן להשתמש ביישומים רבים. לדוגמה, קישור דו-כיווני המורכב משני גדילי סיבים (אחד לכל כיוון) הוא מרובה על חוט אחד של סיבים. זה יכול להיעשות כדי לחסוך את העלות של סיבים. כמובן שאם אתה עושה משהו כזה היית צריך לטפל במיוחד כדי למזער השתקפויות על הקישור.
עקרון תפעול
כשלעצמה אין עיקרון אחד, פשוט מאחורי מחזור הדם האופטי. מחזורי אופטי הם עשויים הרכבה של רכיבים אופטיים. יש הרבה עיצובים שונים אבל העיקרון העיקרי הוא כמו זה של המבודד אופטי. הפונקציה הבסיסית של סירקולטור מתוארת באיור שלהלן. הזנת אור בנמל מסוים נודדת סביב סירקולטור ויוצא בנמל הבא. אור נכנס בנמל 1 משאיר בנמל 2, נכנס בנמל 2 משאיר בנמל 3 וכן הלאה. המכשיר הוא סימטרי בפעולה סביב מעגל.
אור נסיעה בכיוון אחד דרך מסובבי פאראדיי יש הקיטוב שלה מסובבת בכיוון אחד. האור הנכנס אל המסובב של פאראדיי מהכיוון הנגדי משלב את הפאזה בכיוון ההפוך (ביחס לכיוון ההתפשטות של האור). דרך נוספת להסתכל על זה היא לומר כי האור הוא תמיד סובב באותו כיוון ביחס rotator ללא קשר לכיוון הנסיעה שלה. זה מסובך על ידי נוכחות של קיטוב בלתי צפוי. אנחנו יכולים לסנן את הקיטוב הלא רצוי, אבל אנחנו נאבד (בממוצע) מחצית האור שלנו לעשות את זה - ולעתים קרובות הרבה יותר. אז אנחנו להפריד את האירוע "קרן" לשני קרני אורתוגונלית מקוטבת ולטפל כל קיטוב בנפרד. שני החצאים של הקרניט משוחזרים מחדש לפני שהם מפיקים ליציאת היעד.
הנה דמות מראה בסיסי 3 יציאות סירקולטור אופטי. מרכיביו פועלים כדלקמן:
קיטוב הקורה ספליטר ספליטר : מכשיר זה מפריד את קרן קלט לשני קרני אורתוגונלית מקוטבת.
Birefringent "Walk-off" בלוק : זה רק גוש של חומר birefringent לחתוך ב 45 ° לציר אופטי. אירוע ריי בממשק נורמלי לגביש האוויר מחולק לשתי קרניים של קיטוב אורתוגונלי. קרן הרגיל אינה משוחזרת וחולפת ללא פגע. קרן יוצאת דופן הוא נשבר בזווית רגילה.
פאראדיי רוטאטור ופאזה פלייט : שילוב זה עובר באור אחד ללא שינוי! (בתרשים זהו כיוון מימין לשמאל.) בכיוון ההפוך הקיטוב של האור הנכנס מסובב על ידי 90 °. בכיוון שמאל לימין, מסובב פאראדיי מעביר סיבוב פאזה של 45 מעלות (בכיוון השעון), וצלחת הפאזה מסובבת את האור עוד 45 מעלות (גם בכיוון השעון). כך אנו מקבלים סיבוב נטו 90 מעלות בכיוון השעון. בכיוון ימין לשמאל צלחת פאזה מסובבת את האור באותו כיוון (ביחס לכיוון של קרן האור) כמו קודם, כלומר, נגד כיוון השעון ב 45 °. רוכב הפאראדיי מסובב את השלב בכיוון ההפוך (ביחס לכיוון הכיוון) כפי שעשה קודם לכן, כלומר בכיוון השעון באותו 45 מעלות. זהו שלב מסובב בכיוון ההפוך. לכן אין שינוי נטו בקיטוב. (כמובן, בפועל יש הפסדים עקב השתקפויות וליקויים בייצור המכשיר.)
כפי שמוצג בנפח 3 יציאות אופטיים, אור נוסע מנמל 1 לפורט 2 כדלקמן:
1. קלט ריי על פורט 1 מחולק לשני קרניים נפרדות של polarisations אורתוגונליים. קרן "רגילים" עובר דרך ללא שבירה אבל קרן "יוצא דופן" מקוטב אורתוגונלית הוא נשבר (כלפי מעלה בדמות).
2. שתי קרני להמשיך משמאל לימין דרך מסובבי פאראדיי ואת לוחות פיגור פאזה. שתי הקרניים מסובבות דרך 90 מעלות.
3. שתי קרני אז לפגוש עוד birefringent ללכת בלוק בלוק (גוש B) זהה עם הראשון. ההשפעה של סיבוב הפאזה בשלב הקודם הייתה להחליף את מצב הקרניים. הקרניט שהיה ריי רגיל בבלוק A (ולא שוחרר) הופך לקרן המיוחדת בבלוק B (והוא משתקף בבלוק B). הקרניט היוצא דופן בבלוק A (השביל העליון בדמות) הופך לקרינה הרגילה בבלוק B (ולא משתקף בבלוק B). האור הוא refracted מחדש בשילוב כפי שמוצג. לאחר מכן הפלט הוא יציאה 2.
צימוד סיבים על קלט פלט היה בדרך כלל להשתמש בעדשה כלשהי. בדרך כלל עדשת GRIN עשוי לשמש כאן. הדרך מנמל 2 לפורט 3 קצת יותר מעורבת:
1. כניסת אור מהפורט 3 מחולקת בבלוק ב '.
2. נסיעה בכיוון ההפוך הקיטוב של שתי הקרניים הוא ללא שינוי.
3. בלוק Birefringent A מעביר את קרן העין ללא שינוי אבל מעביר את החלק התחתון יותר. 4. שתי הקרניים משוחזרות מחדש תוך שימוש במנסרת המשקף ובקובית הקוטביות המקוטבת.
הערה: אם אתה מחבר רק יציאות 1 ו - 2, ניתן להשתמש במחזור האופטי כ - Optical Isolator . ואכן, אם אתה משאיר את הקוביה beamsplitter ואת פריזמה רפלקטור, יש לך מעולה (הפסד נמוך מאוד) קיטוב מבודד עצמאי. נתיב מנמל 3 לפורט 1 ניתן לבנות על ידי הוספת מרכיבים נוספים; עם זאת, עבור רוב היישומים זה מיותר כפי שאנחנו לא רוצים את החיבור מ פורט 3 לפורט 1 בכל מקרה.
סיכום
ישנן דרכים רבות לבנות סירקולטורים אופטיים (הן 3 ו 4 יציאת). כל הדרכים הללו משתמשות בשילוב של רכיבים ועקרונות דומים לאלה המתוארים לעיל. הבעיה הגדולה ביותר עם מחזורי אופטי היא כי המרכיבים חייבים להיות מיוצרים כדי לסגור מאוד טולרנסים וממוקמת בצורה מדויקת ביותר. זה גורם לעלות להיות גבוהה יחסית. עם זאת, אתה יכול למצוא חסכוני אופטי מחזורי FOCC .
