पैसिव ऑप्टिकल कंपोनेंट्स - ऑप्टिकल सर्कुलेटर

पैसिव ऑप्टिकल कंपोनेंट्स - ऑप्टिकल सर्कुलेटर

परिचय
ऑप्टिकल सर्कुलेटर्स माइक्रोऑप्टिक डिवाइस हैं और इन्हें किसी भी संख्या में पोर्ट के साथ बनाया जा सकता है लेकिन 3 और 4 पोर्ट संस्करण सबसे आम हैं। इसके अलावा, एक असममित संस्करण का निर्माण करना आम है जहां आखिरी बंदरगाह पहले के आसपास नहीं घूमता है। जबकि यह कुछ लागत बचाता है यह करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारण नहीं है। यदि हम यह सुनिश्चित करते हैं कि अंतिम पोर्ट पहले के आसपास घूमता नहीं है, तो हम इस प्रणाली में डिवाइस का उपयोग कर सकते हैं जहां हमें इस सुविधा की आवश्यकता नहीं है (या चाहते हैं)। उदाहरण के लिए, यदि पहले पोर्ट का इनपुट सीधे एक लेजर से जुड़ा होता है, तो हम निश्चित रूप से नहीं चाहते हैं कि इसमें नकली सिग्नल वापस आ जाएं।

ऑप्टिकल संचारकों के महान आकर्षणों में से एक अपेक्षाकृत निम्न स्तर का नुकसान है। विशिष्ट उपकरण 0.5 डीबी और 1.5 डीबी के बीच पोर्ट-टू-पोर्ट हानि देते हैं। ऑप्टिकल सर्क्युलेटर बहुत बहुमुखी डिवाइस हैं और कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, दो फाइबर स्ट्रैंड (प्रत्येक दिशा के लिए एक) से युक्त एक द्विदिश लिंक फाइबर के एक ही स्ट्रैंड पर बहुसंकेतित होता है। यह फाइबर की लागत को बचाने के लिए किया जा सकता है। बेशक अगर आपने ऐसा कुछ किया है, तो आपको लिंक पर प्रतिबिंबों को कम करने के लिए विशेष ध्यान रखने की आवश्यकता होगी।

परिचालन सिद्धांत
अपने आप से, ऑप्टिकल परिसंचरण के पीछे कोई एकल, सरल सिद्धांत नहीं है। ऑप्टिकल सर्क्युलेटर ऑप्टिकल घटकों की एक विधानसभा से बने होते हैं। कई अलग-अलग डिज़ाइन हैं लेकिन कुंजी सिद्धांत ऑप्टिकल आइसोलेटर की तरह है। एक सर्कुलर का मूल कार्य नीचे की आकृति में चित्रित किया गया है। किसी विशेष बंदरगाह पर प्रवेश करने वाला प्रकाश संचारक के चारों ओर घूमता है और अगले बंदरगाह पर बाहर निकलता है। पोर्ट 2 पर पोर्ट 1 में प्रवेश करने वाला लाइट, पोर्ट 3 पर पोर्ट 2 के पत्तों में प्रवेश कर रहा है। डिवाइस एक सर्कल के आसपास ऑपरेशन में सममित है।

फैराडे रोटेटर के माध्यम से एक दिशा में यात्रा करने वाले प्रकाश का ध्रुवीकरण एक विशेष दिशा में घूमता है। विपरीत दिशा से फैराडे रोटेटर में प्रवेश करने वाला प्रकाश अपने चरण को विपरीत दिशा में घुमाता है (प्रकाश के प्रसार की दिशा के सापेक्ष)। इसे देखने का एक और तरीका यह है कि रोटर के संबंध में प्रकाश को हमेशा उसी दिशा में घुमाया जाता है, चाहे उसकी यात्रा की दिशा कुछ भी हो। यह अप्रत्याशित ध्रुवीकरण की उपस्थिति से जटिल है। हम अवांछित ध्रुवीकरण को फ़िल्टर कर सकते हैं, लेकिन हम ऐसा करने में अपनी आधी रोशनी खो देंगे (औसतन) और अक्सर बहुत कुछ। इसलिए हम इस घटना को "किरण" दो अलग-अलग ध्रुवीकृत किरणों में अलग करते हैं और प्रत्येक ध्रुवीकरण को अलग से मानते हैं। डेस्टिनेशन पोर्ट के आउटपुट से पहले किरण के दो हिस्सों को फिर से जोड़ दिया जाता है।

यहाँ एक आंकड़ा है जो एक बुनियादी 3-पोर्ट ऑप्टिकल सर्क्युलेटर दिखा रहा है। इसके घटक निम्नानुसार कार्य करते हैं:

• ध्रुवीकरण बीम स्प्लिटर क्यूब : यह डिवाइस इनपुट किरण को दो orthogonally polarized किरणों में अलग करता है।

• Birefringent "वॉक-ऑफ" ब्लॉक : यह सिर्फ birefringent सामग्री का एक ब्लॉक है जो ऑप्टिक्स अक्ष पर 45 ° पर कट जाता है। एयर-क्रिस्टल इंटरफ़ेस के लिए एक सामान्य घटना की किरण घटना को ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण की दो किरणों में विभाजित किया जाता है। साधारण किरण अपवर्तित नहीं होती है और अप्रभावित होकर गुजरती है। असाधारण किरण सामान्य से कोण पर अपवर्तित होती है।

• फैराडे रोटेटर और फेज़ प्लेट : यह संयोजन प्रकाश में एक दिशा में पूरी तरह से अपरिवर्तित गुजरता है! (चित्र में यह दाईं-बाईं दिशा है।) विपरीत दिशा में आने वाली प्रकाश का ध्रुवीकरण 90 ° से घुमाया जाता है। बाएं से दाएं दिशा में फैराडे रोटेटर 45 ° (क्लॉकवाइज) के एक चरण के रोटेशन को लागू करता है और चरण प्लेट प्रकाश को एक और 45 ° (भी दक्षिणावर्त) घुमाती है। इस प्रकार हम एक शुद्ध 90 ° दक्षिणावर्त रोटेशन प्राप्त करते हैं। दाएं-से-बाएं दिशा में चरण प्लेट प्रकाश को उसी दिशा में घुमाती है (प्रकाश की किरण की दिशा के संबंध में) पहले की तरह, यानी 45 डिग्री पर एंटी-क्लॉकवाइज। फैराडे रोटेटर हालांकि विपरीत दिशा में चरण को घुमाता है (किरण की दिशा के संबंध में) जैसा कि उसने पहले किया था, अर्थात, समान 45 ° द्वारा दक्षिणावर्त। वह चरण विपरीत दिशा में घुमाया जाता है। इस प्रकार ध्रुवीकरण में कोई शुद्ध परिवर्तन नहीं हुआ है। (व्यवहार में डिवाइस निर्माण में प्रतिबिंब और खामियों के कारण नुकसान हैं।)

जैसा कि 3-पोर्ट ऑप्टिकल सर्क्युलेटर में दिखाया गया है, प्रकाश पोर्ट 1 से पोर्ट 2 तक निम्नानुसार यात्रा करता है:

• 1. पोर्ट 1 पर एक किरण इनपुट ऑर्थोगोनल ध्रुवीकरण की दो अलग-अलग किरणों में विभाजित है। "साधारण" किरण अपवर्तन के बिना गुजरती है लेकिन ऑर्थोगोनली "असाधारण" किरण अपवर्तित होती है (आकृति में ऊपर की ओर)।

• 2. दोनों किरणें फैराडे रोटेटर और चरण मंदता प्लेटों के माध्यम से बाएं से दाएं आगे बढ़ती हैं। दोनों किरणों को 90 ° से घुमाया जाता है।

• 3. दो किरणें फिर पहले के समान एक और द्विभाजित वॉक-ऑफ ब्लॉक (ब्लॉक बी) से मिलती हैं। पिछले चरण में चरण रोटेशन का प्रभाव किरणों की स्थिति को स्वैप करना था। वह किरण जो ब्लॉक ए में सामान्य किरण थी (और अपवर्तित नहीं थी) ब्लॉक बी में असाधारण किरण बन जाती है (और ब्लॉक बी में अपवर्तित होती है)। ब्लॉक ए (आकृति में ऊपरी पथ) में असाधारण किरण ब्लॉक बी में सामान्य किरण बन जाती है (और ब्लॉक बी में अपवर्तित नहीं होती है)। दिखाया गया है के रूप में प्रकाश अपवर्तित और फिर से संयुक्त है। यह फिर पोर्ट 2 के लिए आउटपुट है।

फाइबर को इनपुट और आउटपुट पर युग्मित करना आमतौर पर किसी प्रकार के लेंस का उपयोग करेगा। आमतौर पर एक GRIN लेंस का उपयोग यहां किया जा सकता है। पोर्ट 2 से पोर्ट 3 तक का मार्ग कुछ और शामिल है:

• 1. पोर्ट 3 से प्रवेश करने वाला प्रकाश ब्लॉक बी में विभाजित होता है।

• 2. उल्टी दिशा में यात्रा करने से दोनों किरणों का ध्रुवीकरण अपरिवर्तित होता है।

• 3. Birefringent ब्लॉक A अब ऊपरी किरण को अपरिवर्तित करता है, लेकिन निचले हिस्से को और दूर स्थानांतरित करता है। 4. दो किरणों को फिर परावर्तक प्रिज्म और ध्रुवीकरण करने वाले बीमप्लिटर क्यूब का उपयोग करके फिर से जोड़ दिया जाता है।

नोट: यदि आप केवल पोर्ट 1 और 2 को जोड़ते हैं, तो ऑप्टिकल सर्कुलेटर को ऑप्टिकल आइसोलेटर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। वास्तव में यदि आप बीम्सप्लिटर क्यूब और रिफ्लेक्टर प्रिज्म को छोड़ देते हैं, तो आपके पास एक उत्कृष्ट (बहुत कम नुकसान) ध्रुवीकरण करने वाला उच्च आइसोलेटर है। पोर्ट 3 से पोर्ट 1 तक एक पथ का निर्माण अतिरिक्त घटकों को जोड़कर किया जा सकता है; हालाँकि, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए यह अनावश्यक है क्योंकि हम वैसे भी पोर्ट 3 से पोर्ट 1 से कनेक्शन नहीं चाहते हैं।

निष्कर्ष
ऑप्टिकल सर्क्युलेटर के निर्माण के कई तरीके हैं (3 और 4 पोर्ट दोनों)। ये सभी तरीके घटकों और समान सिद्धांतों के संयोजन का उपयोग करते हैं जैसा कि ऊपर वर्णित है। ऑप्टिकल सर्कुलेटर्स के साथ सबसे बड़ी समस्या यह है कि घटकों को बहुत करीबी सहिष्णुता के लिए निर्मित किया जाना चाहिए और बेहद सटीक रूप से तैनात किया जाना चाहिए। यह लागत अपेक्षाकृत अधिक होने का कारण बनता है। हालाँकि, आपको FOCC में लागत प्रभावी ऑप्टिकल सर्कुलेटर्स मिल सकते हैं।