Suis optikadalah komponen utama dalam pensuisan optik, yang mempunyai satu atau lebih port penghantaran boleh dipilih yang boleh menukar atau melakukan operasi logik pada isyarat optik dalam talian penghantaran optik. Mereka mempunyai aplikasi yang meluas dalam sistem rangkaian gentian optik.
Suis optik boleh dibahagikan kepada dua kategori utama: mekanikal dan bukan{0}}mekanikal. Suis optik mekanikal bergantung pada pergerakan gentian optik atau komponen optik untuk menukar laluan optik; suis optik bukan{2}}mekanikal bergantung pada kesan elektro-optik, acousto-optik atau termo-untuk menukar indeks biasan pandu gelombang, dengan itu mengubah laluan optik. Struktur dan prinsip kerja kedua-dua jenis suis optik ini diterangkan di bawah.
Suis optik mekanikal
Jenis suis optik mekanikal baharu termasuk suis optik-sistem elektromekanikal (MEMS) mikro dan suis optik filem-nipis logam.
Suis optik Sistem Mikroelektromekanikal (MEMS) dibuat pada bahan substrat semikonduktor, menghasilkan susunan cermin-mikro yang mampu pergerakan dan putaran kecil. Cermin mikro-ini sangat kecil, kira-kira 140 μm x 150 μm, dan di bawah pengaruh daya penggerak, ia menukar isyarat optik input kepada gentian keluaran yang berbeza. Daya penggerak yang digunakan pada cermin-mikro dijana menggunakan kesan haba, magnetik atau elektrostatik. Struktur suis optik MEMS ditunjukkan dalam rajah.
Apabila mikro-cermin berada dalam orientasi 1, cahaya input dikeluarkan melalui pandu gelombang output 1; apabila cermin-mikro berada dalam orientasi 2, cahaya input dikeluarkan melalui pandu gelombang output 2. Putaran cermin-mikro dikawal oleh voltan (100-200V). Peranti ini mempunyai saiz yang kecil, nisbah kepupusan yang tinggi (nisbah kuasa optik output dalam keadaan hidup-kepada kuasa optik output dalam keadaan mati-), ketidakpekaan terhadap polarisasi, kos rendah, kelajuan pensuisan sederhana dan kehilangan sisipan kurang daripada 1 dB. Struktur suis optik filem nipis logam ditunjukkan dalam Rajah 3-40. Dalam suis optik jenis ini, lapisan teras pandu gelombang berada di bawah pelapisan bawah, dan filem nipis logam berada di atasnya, dengan udara antara filem nipis logam dan pandu gelombang. Voltan yang digunakan di antara filem nipis logam dan substrat menghasilkan daya elektrostatik pada filem nipis logam. Di bawah daya ini, filem nipis logam bergerak ke bawah dan menghubungi pandu gelombang, menukar indeks biasan pandu gelombang dan dengan itu mengubah anjakan fasa isyarat optik yang melalui pandu gelombang. Dalam Rajah 3-40c, tanpa voltan, filem nipis emas diangkat, dan peralihan fasa dalam kedua-dua lengan adalah sama, jadi isyarat optik adalah output dari port 2; dengan voltan dikenakan, filem nipis logam menyentuh pandu gelombang, menyebabkan peralihan fasa π pada lengan itu, dan isyarat optik dikeluarkan dari port 1.
Suis optik bukan{0}}mekanikal
Suis optik bukan{0}mekanikal termasuk jenis seperti suis optik kristal cecair, suis optik kesan elektro{1}, suis optik kesan termo{2} dan suis penguat optik semikonduktor.
Suis optik kristal cecair dibuat dengan mencipta pandu gelombang bercabang cahaya terpolarisasi pada bahan semikonduktor. Alur terukir pada sudut tertentu di persimpangan pandu gelombang, dan kristal cecair disuntik ke dalam alur. Pemanas diletakkan di bawah alur. Apabila alur tidak dipanaskan, pancaran cahaya melaluinya terus; apabila dipanaskan, buih dijana dalam hablur cecair, dan disebabkan oleh jumlah pantulan dalaman, cahaya bertukar arah dan dikeluarkan ke pandu gelombang yang dikehendaki.
Kesan elektro-optik dan termo-menggunakan fenomena bahawa indeks biasan bahan tertentu berubah mengikut voltan dan suhu, dengan itu membolehkan penciptaan peranti pensuisan optik.
Suis optik penguat optik semikonduktor (SOA) mencapai kefungsian pensuisan dengan menukar voltan pincang penguat optik semikonduktor.
Parameter utama suis optik termasuk julat panjang gelombang, kehilangan sisipan, kehilangan pulangan optik, crosstalk, kuasa input optik, kehilangan bergantung-polarisasi, kebolehulangan, kelajuan pensuisan dan seumur hidup.
Penapis optik
Penapis optik ialah peranti selektif-panjang gelombang yang mempunyai aplikasi penting dalam sistem komunikasi gentian optik, seperti menapis hingar dalam penguat optik seperti yang dibincangkan dalam bahagian sebelumnya. Terutamanya dalam rangkaian gentian optik WDM, di mana setiap penerima mesti memilih saluran yang diperlukan, penapis menjadi komponen yang sangat diperlukan. Penapis dibahagikan kepada dua kategori utama: penapis tetap dan penapis boleh tala. Yang pertama membenarkan cahaya isyarat dengan panjang gelombang tertentu melaluinya, manakala yang terakhir boleh memilih panjang gelombang secara dinamik dalam lebar jalur optik tertentu. Fungsi dan klasifikasi penapis optik ditunjukkan dalam rajah.
Ciri-ciri penghantaran penapis optik praktikal ditunjukkan dalam rajah. Parameter utama penapis optik-panjang gelombang tetap ialah panjang gelombang tengah λ2 dan lebar jalur Δλ. Di samping itu, terdapat juga parameter seperti kehilangan sisipan dan pengasingan.
Kisi gentian optik
Kisi gentian Bragg menggunakan kecacatan yang diperkenalkan semasa pembuatan gentian, menggunakan penyinaran cahaya ultraungu untuk mencipta variasi berkala dalam taburan indeks biasan teras gentian. Kesan penapisan parut Bragg gentian ditunjukkan dalam rajah; panjang gelombang yang memenuhi syarat parut Bragg dipantulkan sepenuhnya, manakala panjang gelombang lain melaluinya, menjadikannya penapis torehan gentian semua-.
Terdapat dua kaedah untuk membuat jeriji Bragg gentian:
(1) Kaedah gangguan:Kaedah gangguan menggunakan prinsip dua-gangguan rasuk. Pancaran cahaya ultraungu terbahagi kepada dua pancaran selari, mewujudkan medan gangguan di luar gentian optik. Dengan melaraskan panjang kedua-dua lengan gangguan, tempoh pinggir gangguan yang terhasil boleh dibuat untuk memenuhi keperluan untuk membuat parut Bragg gentian.
(2) Kaedah topeng fasa:Kaedah topeng fasa menggunakan topeng-prabuatan. Apabila cahaya ultraviolet melalui topeng fasa, gangguan berlaku, mewujudkan medan gangguan pada permukaan silinder gentian optik, dengan itu menulis parut ke dalam gentian.
