Die Verwendung des optischen Zirkulators beginnt in den 1990er Jahren und ist heute eines der wichtigsten Elemente in fortschrittlichen optischen Kommunikationssystemen. Ähnlich wie bei einem elektronischen Zirkulator wird ein optischer Zirkulator verwendet, um optische Signale zu trennen, die sich in einer optischen Faser in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Optische Zirkulatoren sind in verschiedenen Bereichen wie der Telekommunikations-, Medizin- und Bildgebungsindustrie weit verbreitet. Sind Sie bereit, mehr über dieses optische Gerät zu erfahren? In diesem Artikel lernen Sie die Geheimnisse des optischen Zirkulators kennen.
Ein optischer Zirkulator ist so aufgebaut, dass er Licht von einer optischen Faser zu einer anderen leitet. Es ist eine nicht wechselseitige Vorrichtung, die das Licht basierend auf der Richtung der Lichtausbreitung leitet. Sowohl der optische Zirkulator als auch der optische Isolator können verwendet werden, um Licht vorwärts zu bewegen. Es gibt jedoch typischerweise mehr Lichtenergieverlust im optischen Isolator als im optischen Zirkulator. Der optische Zirkulator besteht normalerweise aus drei Ports: Zwei Ports werden als Eingangsports und ein Port als Ausgangsport verwendet. Ein Signal wird von Port 1 zu Port 2 übertragen, und ein anderes Signal wird von Port 2 zu Port 3 übertragen. Schließlich kann ein drittes Signal von Port 3 zu Port 1 übertragen werden. Viele Anwendungen erfordern nur zwei, sodass sie zum Blockieren aufgebaut werden können jedes Licht, das auf den dritten Port trifft.
Ein optischer Zirkulator enthält die Komponenten eines Faraday-Rotators, eines doppelbrechenden Kristalls, einer Wellenplatte und eines Strahlverdrängers. Der Faraday-Rotator verwendet den Faraday-Effekt, bei dem die Polarisationsebene einer elektromagnetischen (Licht-) Welle in einem Material unter einem Magnetfeld gedreht wird, das parallel zur Ausbreitungsrichtung der Lichtwelle angelegt wird. Die Lichtausbreitung im doppelbrechenden Kristall hängt vom Polarisationszustand des Lichtstrahls und der relativen Ausrichtung des Kristalls ab. Die Polarisation des Strahls kann geändert werden oder der Strahl kann in zwei Strahlen mit orthogonalen Polarisationszuständen aufgeteilt werden. Wellenplatte und Strahlverdränger sind zwei verschiedene Formen doppelbrechender Kristalle. Eine Wellenplatte kann hergestellt werden, indem ein doppelbrechender Kristall in eine bestimmte Ausrichtung geschnitten wird, so dass die optische Achse des Kristalls in der einfallenden Ebene liegt und parallel zur Kristallgrenze verläuft. Der Strahlverdränger wird verwendet, um einen einfallenden Strahl in zwei Strahlen mit orthogonalen Polarisationszuständen aufzuteilen.
Entsprechend der Polarisation kann der optische Zirkulator in einen polarisationsabhängigen optischen Zirkulator und einen polarisationsunabhängigen optischen Zirkulator unterteilt werden. Ersteres wird für das Licht mit einem bestimmten Polarisationszustand verwendet, und letzteres ist nicht auf den Polarisationszustand eines Lichts beschränkt. Die meisten optischen Zirkulatoren, die in der Glasfaserkommunikation verwendet werden, sind polarisationsunabhängig ausgelegt.
Je nach Funktionalität kann der optische Zirkulator in Vollzirkulator und Quasi-Zirkulator unterteilt werden. Wie bereits erwähnt, nutzt der Vollzirkulator alle Anschlüsse in einem vollständigen Kreis. Licht geht von Port 1 zu Port 2, von Port 2 zu Port 3 und von Port 3 zurück zu Port 1. Beim Quasi-Zirkulator geht Licht nacheinander durch alle Ports, aber das Licht vom letzten Port geht verloren und kann nicht zurück zum Port übertragen werden erster Port. Für die meisten Anwendungen reicht ein Quasi-Zirkulator aus.
Duplex-Sender / Empfänger-System: Optische Zirkulatoren können verwendet werden, um eine bidirektionale Übertragung entlang einer einzelnen Faser zu ermöglichen. Sender 1 sendet ein Signal über Port 1 von Zirkulator 1 und über die Faser zu Port 2 von Zirkulator 2, so dass es zu Empfänger 2 geleitet wird. Das Signal von Sender 2 folgt dem entgegengesetzten Pfad zu Empfänger 1.
Doppelpass-Erbium-dotierter Verstärker: Diese Technik ermöglicht eine Verstärkung eines Signals mit hoher Verstärkung durch einen Erbium-dotierten Faserverstärker. Das Signal durchläuft den optischen Zirkulator und den optischen Verstärker, kehrt vom Lichtwellenleiterreflektor zurück und durchläuft den Verstärker erneut. Dieses verstärkte Signal wird durch den Rücklauf geleitet.
Wave Division Multiplexing System: Optische Zirkulatoren in Verbindung mit Bragg-Gittern ermöglichen es, bestimmte Wellenlängen zu reflektieren und über verschiedene Pfade zu senden.
In diesem Artikel erhalten Sie möglicherweise einen grundlegenden Eindruck über den optischen Zirkulator. Es ist eine effiziente und wirtschaftliche Lösung, einen optischen Zirkulator zum Lenken des Lichtsignals mit minimalem Verlust zu verwenden. Wenn Sie an den Produkten für optische Zirkulatoren interessiert sind, besuchen Sie bitte FOCC, um weitere Informationen zu erhalten.
