Что такое оптический переключатель?

Что такое оптический переключатель?

Оптические переключатели, также известные как оптические линейные коммутационные устройства, представляют собой устройства, используемые в оптической связи для ответвления или изменения назначения определенного сигнала без преобразования его из оптического сигнала в электрический.

Поскольку нет необходимости преобразовывать оптические сигналы в электрические, переключение может происходить с сохранением высокоскоростных характеристик оптической связи.

Оптические переключатели можно в целом разделить на три типа в зависимости от метода переключения:

1. Механический метод подразумевает переключение оптического пути путем перемещения входного/выходного элемента или оптического элемента, установленного на электрическом приводе.

2. Метод MEMS переключается путем управления положением мельчайшего оптического элемента с помощью слабой силы, такой как статическое электричество. Он переключается путем отражения света от двух зеркал. MEMS переключатели могут быть интегрированы в небольшие размеры и работать на высоких скоростях, что делает их подходящими для многоканальной коммутации. Хотя устройство должно быть постоянно под напряжением, можно снизить потребление энергии, поскольку мощность, необходимая для работы каждого элемента, также мала.

3. Метод изгиба переключается путем размещения нагревателей по обеим сторонам оптического волновода на подложке. Это нагревает одну сторону нагревателя, создавая разницу температур между левой и правой сторонами волновода. Метод оптического волновода изменяет показатель преломления в волноводе, создавая разницу температур между левой и правой сторонами, тем самым изменяя путь распространения света.

Использование оптических переключателей

Оптические переключатели используются в устройствах, которые контролируют оптические пути и управляют светом в оптических коммуникациях, которые теперь необходимы для высокоскоростной связи.

Когда оптические коммуникации преобразуются в электрические сигналы перед переключением, время, необходимое от преобразования до переключения, становится узким местом. Оптические коммутаторы были разработаны для решения этой проблемы путем выполнения переключения с использованием света.

Оптические коммутаторы непрерывно обеспечивают стабильную среду оптического доступа, переключаясь на альтернативные пути, когда один оптический путь становится недоступным из-за отказа устройства или по другим причинам.

Принципы оптических коммутаторов

Механический метод имеет простую структуру, а переключение достигается путем перемещения оптических элементов, таких как призмы. Система управления удобна для пользователя, а потери минимальны.

Метод MEMS представляет собой оптический переключатель, который использует микрозеркала, которые могут быть изготовлены с помощью достижений в области технологии микропроизводства. Он переключается путем отражения света от двух зеркал. Переключатели MEMS могут быть интегрированы в небольшие размеры и работать на высоких скоростях, что делает их пригодными для многоканального переключения. Хотя устройство должно быть постоянно под напряжением, можно снизить потребление энергии, поскольку мощность, необходимая для работы каждого элемента, также мала.

Тип оптического волновода реализован с использованием технологии световой волны, которая создает оптический волновод на плоской поверхности. Он изменяет оптический путь, изменяя показатель преломления или используя внешние входы, такие как тепло, свет или электричество. Хотя он несет некоторые потери, он может складывать плоские поверхности и характеризуется своим компактным размером и простотой интеграции.