Vad är en optisk cirkulator?

En anordning som används i optiska kommunikationssystem, en optisk cirkulator är byggd för att skicka ljus från en optisk fiber till en annan. Rörelsen sker i samma riktning som ljuset rör sig, från den första porten till den andra, eller den andra till den tredje porten. De flesta av dessa enheter har tre portar, och de inkommande ljusstrålarna kan inte gå tillbaka till andra portar, vilket innebär att enheten är icke-ömsesidig. Dessa optiska enheter används för att överföra ljus från en enkelriktad till en duplex fiberkommunikationslänk och även i optiska testinstrument såsom optiska tidsdomänreflektometrar.

En optisk cirkulator liknar en optisk isolator genom att den används för att flytta ljus framåt, även om en isolator också fungerar för att förhindra ljusstrålen från att vända riktning. Det finns vanligtvis en viss förlust av ljusenergi i isolatorn, men cirkulatorn riktar allt ljus till utgångsporten och in i nästa optiska fiber. Optiska cirkulatorer har vanligtvis tre portar, men många applikationer kräver bara två, så de kan byggas för att blockera allt ljus som träffar den tredje porten.

Ljusstrålar i dessa enheter kan omdirigeras genom att använda komponenter som en Faraday-rotator. En spatial walk-off polarisator delar upp ljuset i horisontella och vertikala strålar. Ljus passerar också genom en halvvågsplatta och alla komponenter i cirkulatorn passerar strålen mot utgångsporten. De separerade ljusstrålarna i den optiska cirkulatorn kombineras igen innan de når utgångsporten av en polariserande stråldelarkub och ett reflektorprisma, som konditionerar ljuset för att fortsätta genom nästa fiber.

När en optisk cirkulator används i ett kommunikationssystem behöver ingenjörer använda den serie av sändare, mottagare och förstärkare som annars skulle vara nödvändiga. Det är en dyrare komponent men det behövs färre delar och den fiberoptiska infrastrukturen blir också enklare och pålitlig. En cirkulator, sändare och mottagare kan byggas in i samma enhet om det behövs.

Ett fiberoptiskt system görs också mer effektivt eftersom den optiska cirkulatorn minimerar förlusten av ljus. Strålen går i en riktning med effektiv separering av signalerna som kommer in och går ut. System med isolatorer och stråldelare tenderar att tappa en del av ljusets energi. En optisk cirkulator är emellertid ett effektivt medel för att förmedla en ljussignal och gör konstruktionen av kommunikationssystem mer ekonomisk.