Hlutlaus sjónhlutar - ljósritunarvél
Kynning
Optical Circulators eru microoptic tæki og hægt er að gera með hvaða fjölda höfna en 3 og 4 port útgáfur eru algengustu. Einnig er algengt að byggja ósamhverfa útgáfu þar sem síðasta höfnin dreifist ekki í kring til fyrstu. Þó að þetta sparar smá kostnað er þetta ekki mikilvægasta ástæðan fyrir því að gera það. Ef við gerum viss um að síðasta höfnin dreifist ekki í kring, þá getum við notað tækið í kerfum þar sem við þurfum ekki (eða vilt) þennan eiginleika. Til dæmis, ef inntakið í fyrsta höfnina er beint tengdur við leysir, viljum við vissulega ekki að skekkjumerki sé skilað aftur inn í það.
Eitt af því frábæra aðdráttarafl sjóntaugakirkjunnar er tiltölulega lítið magn af tapi. Dæmigert tæki gefa tap á milli 0,5 dB og 1,5 dB. Optical circulators eru mjög fjölhæfur tæki og má nota í mörgum forritum. Til dæmis er tvíátta hlekkur sem samanstendur af tveimur trefjumþráðum (ein fyrir hverja átt) multiplexed á einum trefjum trefjum. Þetta gæti verið gert til að spara kostnað við trefjar. Auðvitað, ef þú gerðir eitthvað eins og þetta, þá ættir þú að gæta þess að lágmarka hugsanir á tengilinn.
Rekstrarregla
Í sjálfu sér er engin einföld einföld meginregla á bak við ljósleiðara. Optical circulators eru gerðar úr samsetningu sjónhluta. Það eru margar mismunandi hönnun en lykillinn er eins og sjónrænt einangrunartæki. Grunneiginleikur hringrásar er sýndur á myndinni hér að neðan. Ljós sem kemur inn á tiltekna höfn fer um hringrásina og hættir í næsta höfn. Ljós inn í höfn 1 skilur við höfn 2, slær inn í höfn 2 lauf í höfn 3 og svo framvegis. Tækið er samhverft í kringum hring.
Ljós ferðast í eina átt í gegnum Faraday rotator hefur skautun þess snúið í einum átt. Ljós sem kemur inn í Faraday snúninginn frá gagnstæða átt hefur fasa snúið í gagnstæða átt (miðað við stefnu fjölgun ljóssins). Önnur leið til að líta á þetta er að segja að ljósið er alltaf snúið í sömu átt í tengslum við snúninginn, óháð ferðalög. Þetta er flókið af tilvist ófyrirsjáanlegs fjölgun. Við gætum síað óæskileg útsetningu út en við töpum (að meðaltali) helmingur ljóssins okkar við að gera það - og oft miklu meira. Þannig að aðgreina atvikið "geisli" í tvo rétthyrndar skautaðar geislar og meðhöndla hverja skautun sérstaklega. Tveir helmingir geislans eru síðan sameinaðir áður en þær eru framleiddar í ákvörðunarhöfnina.
Hér er mynd sem sýnir undirstöðu 3-port sjóntaugakerfi. Hlutar hennar virka eins og eftirfarandi:
Polarizing Beam Splitter Tube : Þetta tæki skilur inntak geisla í tvo orthogonally polarized geislum.
Birefringent "Walk-off" Block : Þetta er bara blokk af birefringent efni skorið við 45 ° að sjóntaugumásnum. A geisli atvik á eðlilegu að loft-kristal tengi er skipt í tvær geislar af rétthyrndum polarization. Venjulegur geisli er ekki brotinn og fer í gegnum óbreytt. Ótrúlega geislinn er brotinn í horn við venjulegt.
Faraday Rotator og Phase Plate : Þessi samsetning fer ljós í eina átt alveg óbreytt! (Á myndinni er þetta átt frá hægri til vinstri.) Í andstæða átt er snúningur á innkomu ljóss snúið við 90 °. Faraday snúningurinn gefur til vinstri til hægri átt fasa snúning 45 ° (réttsælis) og fasa diskurinn snýst annað 45 ° (einnig réttsælis). Þannig fáum við 90 ° réttsælis snúningur. Í hægri til vinstri stefnunnar skiptir fasaplötan ljósið í sömu átt (miðað við stefnu ljóssins) eins og áður, það er að réttsælis við 45 °. Faraday rotator snýst hins vegar um fasa í gagnstæða átt (miðað við stefnu geisla) eins og áður var gert, það er réttsælis með sama 45 °. Það er fasa er snúið í gagnstæða átt. Þannig er engin nettóbreyting á skautun. (Auðvitað eru í raun tjón vegna hugsunar og ófullkomleika við framleiðslu tækjanna.)
Eins og sýnt er í sjónrænu hringrásartækinu með 3 höfn fer ljós frá Port 1 til Port 2 sem eftirfarandi:
1. A geisli inntak á Port 1 er skipt í tvær aðskildar geislar af rétthyrndum polarisations. The "venjulegur" geisli fer í gegnum án þess að brotið er saman en rétthyrndur polarized "extraordinary" geislan er brotin (upp á myndina).
2. Báðir geislar halda áfram frá vinstri til hægri í gegnum Faraday snúninginn og fasa hægðaplöturnar. Báðir geislar eru snúnar um 90 °.
3. Tveir geislar hittast síðan annan birefringent lokunarblokk (blokk B) eins og fyrsti. Áhrif fasa snúningsins á fyrri stigi var að skipta um stöðu geisla. Geislinn sem var venjuleg geisli í blokk A (og var ekki brotinn) verður ótrúlega geislinn í blokk B (og brotinn í blokk B). Ótrúleg geisli í blokk A (efri slóð á myndinni) verður venjuleg geisli í blokk B (og er ekki brotinn í blokk B). Ljósið er brotið og endurblandað eins og sýnt er. Það er síðan framleiðsla til Port 2.
Tenging við trefjar við inntak og framleiðsla myndi venjulega nota linsu af einhverju tagi. Venjulega er hægt að nota GRIN linsu hér. Leiðin frá Port 2 til Port 3 er nokkuð meiri þáttur:
1. Ljós sem kemur frá Port 3 er skipt í blokk B.
2. Ferðast í öfugri átt er fjölgun beggja geisla óbreytt.
3. Birefringent blokk A fer nú efri geislann óbreytt en færir neðri enn frekar í burtu. 4. Þessir tveir geislar eru síðan sameinaðir með því að nota endurspeglunarmetið og polariserandi geislarann
Athugið: Ef aðeins tengist hafnir 1 og 2 má nota ljósleiðarann sem Optical Isolator . Reyndar ef þú skilur út geislaþyrpubúnaðinn og endurspeglarprisma, hefur þú framúrskarandi (mjög lágt tap) skautunarsjálfstæða einangrunartæki. Leið frá Port 3 til Port 1 er hægt að smíða með því að bæta við fleiri hlutum; Hins vegar, fyrir flest forrit, er þetta óþarft þar sem við viljum ekki tengingu frá Port 3 í Port 1 engu að síður.
Niðurstaða
Það eru margar leiðir til að búa til sjóntaugakerfi (bæði 3 og 4 port). Allar þessar leiðir nota samsetningar af íhlutum og svipuðum meginreglum eins og lýst er hér að ofan. Stærsta vandamálið með sjóntaugum er að efnisþættirnir séu framleiddar með mjög nánum þolmörkum og staðsettar mjög nákvæmlega. Þetta veldur því að kostnaðurinn sé tiltölulega hátt. Hins vegar gætirðu fundið hagkvæma ljósritunarvélum í FOCC .
