Optískir rofareru lykilþættir í sjónrofi, sem búa yfir einu eða fleiri valanlegum flutningsportum sem geta umbreytt eða framkvæmt rökrænar aðgerðir á ljósmerkjum í sjónflutningslínum. Þeir hafa víðtæka notkun í ljósleiðarakerfikerfum.
Hægt er að skipta ljósrofum í tvo meginflokka: vélræna og ó-vélræna. Vélrænir sjónrofar treysta á hreyfingu ljósleiðara eða ljóshluta til að breyta ljósleiðinni; ó-vélrænir sjónrofar treysta á raf-sjón-, hljóð--ljós- eða hita--ljósaáhrif til að breyta brotstuðul bylgjuleiðarans og breyta þannig sjónbrautinni. Uppbyggingu og vinnureglum þessara tveggja tegunda ljósrofa er lýst hér að neðan.
Vélrænn sjónrofi
Nýjar gerðir af vélrænum optískum rofum eru meðal annars ör-rafvélakerfi (MEMS) ljósrofa og þunnt-filmu ljósrofa úr málmi.
Microelectromechanical Systems (MEMS) optískir rofar eru framleiddir á hálfleiðara undirlagsefni og búa til fjölda örspegla sem geta hreyfingar og snúist smám saman. Þessir ör-speglar eru mjög litlir, um það bil 140 μm x 150 μm, og undir áhrifum drifkrafts skipta þeir inntaksljósmerki yfir á mismunandi úttakstrefjar. Drifkrafturinn sem beitt er á örspeglana- er myndaður með því að nota hitauppstreymi, segulmagnaðir eða rafstöðueiginleikar. Uppbygging MEMS sjónrofa er sýnd á myndinni.
Þegar ör-spegillinn er í stefnu 1 er inntaksljósið gefið út í gegnum úttaksbylgjuleiðara 1; þegar ör-spegillinn er í stefnu 2 er inntaksljósið gefið út í gegnum úttaksbylgjuleiðara 2. Snúningur ör-spegilsins er stjórnað af spennu (100-200V). Þetta tæki er með smærri stærð, hátt slökkvihlutfall (hlutfall sjónafls úttaks í kveiktu-ástandi og sjónaflsúttaks í slökktu-ástandi), ónæmi fyrir skautun, litlum tilkostnaði, miðlungshraða og innsetningartapi minna en 1 dB. Uppbygging þunnfilmu ljósrofa úr málmi er sýnd á mynd 3-40. Í þessari tegund ljósrofa er bylgjuleiðarakjarnalagið fyrir neðan botnklæðninguna og þunn málmfilma fyrir ofan það, með lofti á milli þunnu málmfilmunnar og bylgjuleiðarans. Spenna sem er beitt á milli þunnu málmfilmunnar og undirlagsins myndar rafstöðueiginleika á þunnu málmfilmuna. Undir þessum krafti færist þunnt málmfilman niður á við og snertir bylgjuleiðarann, breytir brotstuðul bylgjuleiðarans og breytir þannig fasaskiptingu ljósmerkisins sem fer í gegnum bylgjuleiðarann. Á mynd 3-40c, án spennu, er gullþunnri filmunni lyft, og fasabreytingin í báðum örmum er sú sama, þannig að ljósmerkið er gefið út frá tengi 2; þegar spenna er beitt, snertir þunn málmfilman bylgjuleiðarann, sem veldur π fasaskiptingu í þeim armi, og ljósmerkið er gefið út frá tengi 1.
Ó-vélrænn ljósrofi
Ó-ljósrofar sem ekki eru vélrænir innihalda gerðir eins og sjónrofa með fljótandi kristal, ljósrofa fyrir raf-sjónáhrif, sjónrofa með hita-optískum áhrifum og hálfleiðara ljósmagnarrofa.
Sjónrofi með fljótandi kristal er framleiddur með því að búa til skautaða ljósgeislagreinandi bylgjuleiðara á hálfleiðara efni. Gróp er ætuð í ákveðnu horni á mótum bylgjuleiðaranna og fljótandi kristal er sprautað inn í grópinn. Hitari er settur undir rifuna. Þegar grópin er ekki hituð fer ljósgeislinn beint í gegnum; við upphitun myndast loftbólur innan fljótandi kristalsins og vegna heildar innri endurspeglunar breytir ljósið um stefnu og er gefið út í æskilegan bylgjuleiðara.
Raf--ljós- og hita--sjónræn áhrif nýta það fyrirbæri að brotstuðull tiltekinna efna breytist með spennu og hitastigi, og gerir þar með kleift að búa til ljósrofabúnað.
Sjórofar hálfleiðara ljósmagnara (SOA) ná rofavirkni með því að breyta hlutspennu hálfleiðara ljósmagnarans.
Helstu færibreytur sjónrofa eru meðal annars bylgjulengdarsvið, innsetningartap, sjónrænt endurkomutap, víxlmæling, sjónrænt inntaksafl, skautun-háð tap, endurtekningarhæfni, skiptihraða og líftíma.
Optísk sía
Ljóssíur eru bylgjulengdar-sértækir tæki sem hafa mikilvæga notkun í ljósleiðarasamskiptakerfum, eins og að sía hávaða í ljósmögnurum eins og fjallað var um í fyrri hlutanum. Sérstaklega í WDM ljósleiðaranetum, þar sem hver móttakari verður að velja nauðsynlega rás, verða síur ómissandi hluti. Síum er skipt í tvo meginflokka: fastar síur og stillanlegar síur. Hið fyrra leyfir merkisljósi með ákveðinni bylgjulengd að fara í gegnum, á meðan hið síðarnefnda getur valið bylgjulengdir innan ákveðinnar sjónræns bandbreiddar. Aðgerðir og flokkun ljóssía eru sýnd á myndinni.
Sendingareiginleikar hagnýtrar ljóssíu eru sýndir á myndinni. Helstu færibreytur ljóssíu með fastri-bylgjulengd eru miðbylgjulengdin λ2 og bandbreiddin Δλ. Í viðbót við þetta eru einnig breytur eins og tap á innsetningu og einangrun.
Ljósleiðararist
Fiber Bragg rist notar galla sem koma fram við trefjaframleiðslu og nota útfjólubláa geislun til að búa til reglubundinn breytileika í dreifingu á brotstuðul trefjakjarna. Síuáhrif Bragg-trefjarista eru sýnd á myndinni; bylgjulengdir sem uppfylla Bragg rist skilyrði endurspeglast að fullu, á meðan aðrar bylgjulengdir fara í gegnum, sem gerir það að algjörri-trefjaskorpusíu.
Það eru tvær aðferðir til að búa til Bragg rist úr trefjum:
(1) Truflunaraðferð:Truflunaraðferðin notar meginregluna um tveggja-truflanir. Geisli af útfjólubláu ljósi er skipt í tvo samsíða geisla, sem skapar truflunarsvið utan ljósleiðarans. Með því að stilla lengd truflunararmanna tveggja er hægt að gera tímabilið á truflunarkantunum sem myndast þannig að það uppfylli kröfurnar til að búa til Bragg-trefjarristina.
(2) Fasagrímuaðferð:Fasagrímuaðferðin notar forsmíðaða grímu-. Þegar útfjólublátt ljós fer í gegnum fasagrímuna verða truflanir sem mynda truflunarsvið á sívalningslaga yfirborði ljósleiðarans og skrifar þannig ristina inn í trefjarnar.
