Tipi ta 'swiċċijiet ottiċi mekkaniċi
1. Swiċċijiet ottiċi bbażati fuq il-membrana
Struttura:Dan it-tip ta 'swiċċ juża membrana rqiqa u flessibbli (tipikament magħmula minn materjali bħal silikon jew polimeru) li timxi taħt il-forza applikata . Il-membrana tista' tiddeforma meta attwatur jeżerċita pressjoni, li tirriżulta fil-moviment ta 'fibra ottika jew raġġ .
Prinċipju tax-xogħol:
Meta vultaġġ jew forza tiġi applikata fuq l-attwatur (ġeneralment pjeżoelettriku), il-membrana tgħawweġ, jew tagħmel jew tkisser konnessjoni ottika .
Dan il-liwi jidderieġi r-raġġ tad-dawl minn triq għal oħra .
Vantaġġi:
Daqs Kompatt:Adattat għal applikazzjonijiet fejn l-ispazju huwa limitat .
Konsum baxx ta 'enerġija:Teħtieġ qawwa minima għall-operazzjoni .
Limitazzjonijiet:
Veloċità baxxa tal-qlib:Tipikament aktar bil-mod minn tipi oħra ta 'swiċċijiet mekkaniċi .
Kapaċità ta 'Swiċċ Limitata:Il-membrani spiss ma jintużawx f'sistemi ta 'kapaċità għolja fejn il-bidla mgħaġġla hija meħtieġa .
2. Swiċċijiet ottiċi bbażati fuq id-dawra
Struttura:Dawn l-iswiċċijiet jimpjegaw mera li ddur, lenti, jew priżma biex tbiddel id-direzzjoni tas-sinjal ottiku .
Prinċipju tax-xogħol:
Il-passaġġ ottiku jinbidel billi ddawwar il-mera jew lenti . Is-sinjal tad-dawl huwa dirett lejn fibri tal-ħruġ differenti jew mogħdijiet ottiċi bbażati fuq il-pożizzjoni tal-mera jew tal-lenti .
Tipikament, ir-rotazzjoni hija kkontrollata minn mutur stepper jew mekkaniżmu servo .
Vantaġġi:
Preċiżjoni:Jipprovdi eżattezza għolja fir-ridirezzjoni tas-sinjal .
Veloċità:Kapaċi jaqleb aktar mgħaġġel minn swiċċijiet ibbażati fuq il-membrana .
Limitazzjonijiet:
Daqs:Dawn l-iswiċċijiet għandhom it-tendenza li jkunu akbar u msawwra minħabba l-partijiet li jiċċaqalqu .
Kumplessità:Il-mekkaniżmu huwa iktar kumpless, li jeħtieġ kalibrazzjoni u manutenzjoni bir-reqqa .
3. Swiċċijiet ottiċi sintonizzabbli
Struttura:Swiċċijiet ottiċi sintonizzabbli jużaw lentijiet sintonizzabbli, fibri ottiċi, jew couplers tal-fibra biex jaqilbu l-mogħdijiet tad-dawl .
Prinċipju tax-xogħol:
Lenti sintonizzabbli taġġusta l-attenzjoni jew il-pożizzjoni tad-dawl, filwaqt li l-akkoppjar tal-fibra jaġġusta l-koeffiċjent tal-akkoppjar biex jiddetermina liema fibra tittrasmetti s-sinjal .
Il-passaġġ ottiku huwa aġġustat b'mod dinamiku, li jippermetti li l-iswiċċ jerġa 'jikkonfigura ruħu kif meħtieġ .
Vantaġġi:
Konfigurazzjoni mill-ġdid dinamika:Dawn l-iswiċċijiet jippermettu aġġustament f'ħin reali, li huwa ideali f'netwerks dinamiċi .
Preċiżjoni għolja:Komponenti li jistgħu jiġu sintonizzati jistgħu jiksbu kontroll fin tal-passaġġ tas-sinjal .
Limitazzjonijiet:
Spiża:L-iswiċċijiet sintoniċi ħafna drabi jiswew aktar minħabba t-teknoloġija avvanzata tagħhom .
Veloċità:Għalkemm aktar mgħaġġel minn swiċċijiet ibbażati fuq il-membrana, huma xorta jista 'jkollhom latenza meta mqabbla ma' swiċċijiet purament elettroniċi .
4. Swiċċijiet ottiċi bbażati fuq MEMS (sistemi mikro-elettro-mekkaniċi)
Struttura:Swiċċijiet MEMS jużaw komponenti mekkaniċi mikro-skala, bħal mirja, lievi, jew ċappetti, li huma mċaqalqa minn forzi elettrostatiċi jew mikro-muturi .
Prinċipju tax-xogħol:
Swiċċijiet ibbażati fuq MEMS jużaw mirja ċkejkna li jistgħu jegħlbu jew jerġgħu jbiddlu l-passaġġ tad-dawl .
Dawn il-mirja huma tipikament ikkontrollati minn attwaturi elettrostatiċi li jirrispondu għal sinjali elettriċi .
Vantaġġi:
Kumpatt u ħafif:L-iswiċċijiet MEMS huma żgħar ħafna u ħfief, u jagħmluhom ideali għal sistemi kompatti .
Prestazzjoni Għolja:Kapaċi għall-ħinijiet ta 'bidla mgħaġġla, u tagħmilhom ideali għal applikazzjonijiet ta' veloċità għolja .
Limitazzjonijiet:
Ilbies u kedd:Minħabba l-partijiet li jiċċaqilqu, l-iswiċċijiet MEMS jistgħu jintlibsu maż-żmien, speċjalment f'applikazzjonijiet ta 'bidla ta' frekwenza għolja .
Konsum tal-enerġija:Filwaqt li ġeneralment baxxi, l-iswiċċijiet MEMS jistgħu jikkunsmaw aktar saħħa meta jintużaw f'netwerks dinamiċi ħafna .
Prinċipju dettaljat tax-xogħol
Il-prinċipju tax-xogħol ta 'swiċċijiet ottiċi mekkaniċi huwa bbażat fuq il-manipulazzjoni fiżika ta' komponenti ottiċi biex tbiddel it-triq tad-dawl . Hawnhekk hemm tqassim tal-proċess:
Propagazzjoni tad-dawl:
Dawl jidħol fl-iswiċċ minn fibra ottika jew waveguide .
L-iswiċċ jista 'jinkludi mirja, lentijiet, jew fibri ottiċi li huma rranġati biex jew jippermettu li d-dawl jgħaddi minnu jew jidderieġih .
Attwazzjoni:
Attwatur (bħal apparat pjeżoelettriku, elettromanjet, jew mutur) jintuża biex jiċċaqlaq fiżikament komponenti ġewwa l-iswiċċ, bħal mirja, lentijiet, jew fibri {.
L-attwatur huwa kkontrollat permezz ta 'sinjali elettroniċi li jiddeterminaw il-pożizzjoni eżatta tal-komponenti ottiċi .
Qlib:
Il-komponenti attwati jew jidderieġu d-dawl lejn mogħdija speċifika tal-ħruġ (fibra jew waveguide) jew jimblokkah .
Il-mekkaniżmu jiżgura li s-sinjal ikun trażmess jew iddevjat kif meħtieġ mis-sistema .
Konfigurazzjoni mill-ġdid:
Ħafna swiċċijiet mekkaniċi jistgħu jiġu konfigurabbli mill-ġdid, u jfisser li jistgħu jaqilbu bejn mogħdijiet multipli bbażati fuq id-domanda . Dan huwa speċjalment utli fin-netwerks ottiċi dinamiċi, fejn ir-rotta jeħtieġ bidla bbażata fuq it-tagħbija tat-traffiku .
Applikazzjonijiet dettaljati
1. Netwerks tat-telekomunikazzjoni
Applikazzjoni:Swiċċijiet ottiċi mekkaniċi huma użati ħafna f'netwerks ottiċi biex jgħaqqdu jew jiskonnettjaw fibri ottiċi bbażati fuq id-domanda .
Eżempju:F'sistema ta 'multiplexing ta' diviżjoni ta 'mewġ dens (DWDM), dawn l-iswiċċijiet jippermettu li t-tulijiet ta' mewġ differenti jgħaddu għal diversi mogħdijiet ibbażati fuq ir-rekwiżiti tal-bandwidth {.
2. Ċentri tad-dejta
Applikazzjoni:F'ċentri ta 'dejta kbar, swiċċijiet ottiċi jgħinu jimmaniġġjaw l-infrastruttura tal-fibra ottika, u jiżguraw li d-dejta tkun mgħoddija b'mod effiċjenti bejn is-servers u s-sistemi tal-ħażna .
Eżempju:Swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jintużaw biex jipprovdu konnessjonijiet ta 'bandwidth għolja bejn is-servers u l-matriċi tal-ħażna fiċ-ċentri tad-dejta, inaqqsu l-latenza u jtejbu l-fluss .
3. Ipproċessar tas-sinjal ottiku
Applikazzjoni:Swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jintużaw fil-multiplexers ottiċi tal-qatra (OADMS) u l-konnessjonijiet ottiċi trasversali (OXCs) biex jimmaniġġjaw mogħdijiet tas-sinjal fin-netwerks ottiċi .
Eżempju:Dawn l-iswiċċijiet jintużaw f'sistemi li jeħtieġu ż-żieda jew it-tneħħija ta 'tulijiet ta' mewġ speċifiċi minn sinjal ottiku .
4. Sensers tal-fibra ottika
Applikazzjoni:L-iswiċċijiet mekkaniċi għandhom rwol fid-direzzjoni tad-dawl fis-sistemi tas-sensuri tal-fibra ottika, bħal f'temperatura distribwita jew sensuri tar-razza .
Eżempju:Użat fis-sistemi tas-sensuri għall-monitoraġġ tas-saħħa strutturali, fejn l-iswiċċ jista 'jibdel il-passaġġ tad-dawl biex jimmonitorja diversi partijiet ta' struttura .
5. Applikazzjonijiet mediċi
Applikazzjoni:F'sistemi ta 'immaġini mediċi bħal tomografija ta' koerenza ottika (OCT), swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jintużaw biex jidderieġu d-dawl għat-tessut li jkun qed jiġi immaġinat u mbagħad lura għad-ditekter .
Eżempju:Sistemi OCT għal immaġini mhux invażivi ta 'tessuti jistgħu jużaw swiċċijiet ottiċi mekkaniċi biex ibiddlu l-fokus tad-dawl mingħajr il-bżonn ta' intervent manwali .
6. Militari u aerospazjali
Applikazzjoni:Dawn l-iswiċċijiet jintużaw f'sistemi ta 'komunikazzjoni siguri fejn is-sinjali ottiċi għandhom jiġu mgħoddija mingħajr interċettazzjoni elettronika .
Eżempju:F'sistemi ta 'komunikazzjoni siguri bis-satellita, swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jgħinu sinjali tar-rotta bejn komponenti differenti, u jiżguraw komunikazzjoni robusta u kriptata .
Vantaġġi ta 'Swiċċijiet ottiċi mekkaniċi
Affidabilità Għolja:Komponenti mekkaniċi, meta jkunu ddisinjati sew, jistgħu joffru ħajja operattiva twal, speċjalment f'applikazzjonijiet inqas impenjattivi .
Telf baxx ta 'inserzjoni:Swiċċijiet mekkaniċi, meta jkunu allinjati kif suppost, tipikament jintroduċu telf ta 'inserzjoni baxx ħafna, li huwa ideali għal sistemi ottiċi .
Effiċjenza tal-Enerġija:Peress li l-ebda amplifikazzjoni tas-sinjal elettriku hija meħtieġa biex taqleb mogħdijiet tad-dawl, swiċċijiet ottiċi mekkaniċi jistgħu jaħdmu b'konsum ta 'enerġija aktar baxx meta mqabbel ma' tipi oħra .
Żvantaġġi
Veloċitajiet ta 'swiċċjar aktar bil-mod:Meta mqabbel ma 'swiċċijiet ottiċi jew elettroniċi kollha, l-iswiċċijiet ottiċi mekkaniċi huma relattivament bil-mod minħabba l-ħin meħtieġ biex jiċċaqalqu komponenti fiżiċi .
Skalabbiltà limitata:Il-kumplessità u d-daqs ta 'swiċċijiet mekkaniċi jistgħu jillimitaw l-iskalabbiltà tagħhom f'sistemi estremament kbar .
Ilbies u kedd:Il-partijiet li jiċċaqalqu ta 'swiċċijiet mekkaniċi jistgħu jintlibsu maż-żmien, u jwasslu għal bżonnijiet ta' manutenzjoni u falliment possibbli f'ambjenti ta 'użu għoli .