- Thực hiện ghép/tách bước sĩng trên sợi quang Coupler 2x2 ghép 50:50 phân bốcơng suất ánh sáng từmộtđầ u vào ra làm
Bộ chuyển mạch quang
Các bộ chuyển mạch đơn (Single Switch)
Hình 6.24. Các loại cấu hình chuyển mạch quang: (a) chuyển mạch On/Off (1x1);
(b) chuyển mạch chuyển tiếp (1x2) (khơng nghẽn); (d) chuyển mạch 2x2 cĩ nghẽn.
Bộ chuyển mạch quang
Nguyên lý hoạt động của các chuyển mạch đơn
• Nguyên lý hoạt động của các chuyển mạch đơn điển hình thường dựa trên: điện-quang, quang cơ học, nhiệt quang. Hình 6.25 trình bày một số nguyên lý hoạt động của bộ chuyển mạch.
• Nếu chuyển mạch thiên áp của một bộ khuếch đại
quang bán dẫn (SOA- Semiconductor Optical Amplifier) sang hai trạng thái on/off thì tạo ra được một chuyển
mạch điện-quang (hình 6.25. (a)) vì một SOA chỉ khuếch
đại ánh sáng khi nĩ được phân cực và hấp thụ ánh sáng khi nĩ khơng được phân cực.
• Hình 6.25(b) trình bày một ví dụ khác của chuyển mạch EO, trong đĩ tỉ số ghép của bộ ghép ống dẫn sĩng phụ
thuộc vào điện áp áp vào. Thay đổi tỉ số ghép bằng cách dùng LiNbO3 để chế tạo lớp trên cùng của bộ ghép vì LiNbO3 là loại nhiên liệu cĩ chỉ số khúc xạ thay đổi theo giá trị của điện áp áp vào.
Bộ chuyển mạch quang
Nguyên lý hoạt động của các chuyển mạch đơn
• Chuyển mạch quang cơ học hoạt động dựa trên chuyển
động cơ học của các linh kiện quang. Ví dụ, di chuyển
lăng kính trong hình 6.25(c) theo chiều dọc sẽ cho phép chuyển mạch một tín hiệu quang từ sợi 2 sang sợi 3. • Ta cũng cĩ thể đạt được kết quả tương tự khi đặt nhẹ
lên trụ một gương hình cầu (hình 6.25(d)). Các thấu kính GRIN (graded-index) sẽ làm cho việc chuyển tiếp ánh
sáng ghép từ/vào sợi quang được dễ dàng hơn.
• Hình 6.25(e) trình bày ví dụ về chuyển mạch quang. Một cặp sợi quang ở ngõ vào chuyển từ vị trí này sang vị trí khác để thực hiện việc chuyển mạch tín hiệu quang.
Bộ chuyển mạch quang
Hình 6.25. Nguyên lý hoạt động của các bộ chuyển mạch quang: (a) chuyển mạch on/off dùng SOA;
(b) bộ ghép ống dẫn sĩng chế tạo từ LiNBO3; (c) chuyển mạch dùng lăng kính chuyển động;
(d) chuyển mạch dùng gương hình cầu;
(e) chuyển mạch bằng cách di chuyển sợi quang; (f) chuyển mạch ứng dụng hiệu ứng FTIR;
Bộ chuyển mạch quang
Một số tham số chính quy định đặc tính của các bộ
chuyển mạch:
• Tỉ số tắt mở (extinction ratio): thể hiện đặc tính của bộ chuyển mạch on/off. Ðây là tỉ số giữa năng lượng ánh sáng khi
chuyển mạch ở trạng thái on và năng lượng ánh sáng khi chuyển mạch ở trạng thái off. Giá trị này càng cao càng tốt,
thường nằm trong khoảng từ 45 đến 50 dB. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Suy hao xen (insertion loss): là đơn vị đo cơng suất suy hao do bộ chuyển mạch gây ra thường cĩ giá trị khoảng 0.5 dB. • Nhiễu xuyên âm (crosstalk): tỉ số giữa cơng suất ngõ ra được
tạo ra bởi ngõ vào mong muốn và cơng suất ngõ ra được tạo ra bởi ngõ vào khơng mong muốn. Giá trị này càng cao càng tốt, thường khoảng 80 dB.
• Thời gian chuyển mạch (switching time): là tham số rất quan trọng. Khi sử dụng các bộ lọc hiệu chỉnh được, thời gian
chuyển mạch yêu cầu phụ thuộc vào các ứng dụng của chuyển mạch. Các bộ chuyển mạch đơn quang-cơ học và
quang-nhiệt cĩ thời gian chuyển mạch nằm trong khoảng từ 2
đến 20 ms, trong khi các bộ chuyển mạch đơn quang-điện cĩ thời gian chuyển mạch cỡ ns.