Optik kalitlaroptik kommutatsiyaning asosiy komponentlari bo'lib, optik uzatish liniyalarida optik signallarni o'zgartira oladigan yoki mantiqiy operatsiyalarni bajara oladigan bir yoki bir nechta tanlangan uzatish portlariga ega. Ular optik tolali tarmoq tizimlarida keng qo'llaniladi.
Optik kalitlarni ikkita asosiy toifaga bo'lish mumkin: mexanik va -mexanik bo'lmagan. Mexanik optik kalitlar optik yo'lni o'zgartirish uchun optik tolalar yoki optik komponentlarning harakatiga tayanadi; -mexanik bo'lmagan optik kalitlar to'lqin o'tkazgichning sinishi indeksini o'zgartirish uchun elektro-optik, akusto-optik yoki termo-optik effektlarga tayanadi va shu bilan optik yo'lni o'zgartiradi. Ushbu ikki turdagi optik kalitlarning tuzilishi va ishlash tamoyillari quyida tavsiflanadi.
Mexanik optik kalit
Mexanik optik kalitlarning yangi turlariga mikro{0}}elektromexanik tizim (MEMS) optik kalitlari va ingichka metall-plenkali optik kalitlar kiradi.
Mikroelektromexanik tizimlar (MEMS) optik kalitlari yarimo'tkazgichli substrat materialida ishlab chiqariladi va daqiqali harakat va aylanishga qodir mikro{0}}oynalar majmuasini yaratadi. Bu mikro{2}}oynalar juda kichik, taxminan 140 mkm x 150 mkm va harakatlantiruvchi kuch ta'sirida ular kirish optik signalini turli chiqish tolalariga almashtiradilar. Mikro{6}}oynalarga qo'llaniladigan harakatlantiruvchi kuch termal, magnit yoki elektrostatik effektlar yordamida hosil bo'ladi. MEMS optik kalitining tuzilishi rasmda ko'rsatilgan.
Mikro{0}}oyna 1-yo'nalishda bo'lsa, kirish nuri chiqish to'lqin o'tkazgich 1 orqali chiqariladi; mikro{3}}oyna 2-yo‘nalishda bo‘lsa, kirish nuri chiqish to‘lqin uzatgich 2 orqali chiqariladi. Mikro{6}}oynaning aylanishi kuchlanish (100-200V) bilan boshqariladi. Bu qurilma kichik oʻlchamli, yuqori oʻchirish nisbati (yoqilgan{10}}holatdagi chiqish optik quvvatining oʻchirilgan xolatdagi chiqish optik quvvatiga nisbati-), qutblanishga befarqligi, arzonligi, oʻrtacha oʻtish tezligi va kiritish yoʻqotilishi 1 dB dan kam. Metall yupqa plyonkali optik kalitning tuzilishi 3-40-rasmda ko'rsatilgan. Ushbu turdagi optik kalitda to'lqin o'tkazgich yadro qatlami pastki qoplama ostida va metall yupqa plyonka uning ustida joylashgan bo'lib, metall yupqa plyonka va to'lqin o'tkazgich o'rtasida havo mavjud. Yupqa metall plyonka va substrat o'rtasida qo'llaniladigan kuchlanish metall yupqa plyonkada elektrostatik kuch hosil qiladi. Ushbu kuch ta'sirida metall yupqa plyonka pastga qarab harakat qiladi va to'lqin o'tkazgich bilan aloqa qiladi, to'lqin o'tkazgichning sinishi indeksini o'zgartiradi va shu bilan to'lqin o'tkazgichdan o'tadigan optik signalning fazaviy siljishini o'zgartiradi. 3-40c-rasmda kuchlanishsiz oltin yupqa plyonka ko'tariladi va ikkala qo'ldagi faza siljishi bir xil bo'ladi, shuning uchun optik signal 2-portdan chiqariladi; kuchlanish qo'llanilganda, metall yupqa plyonka to'lqin o'tkazgich bilan aloqa qiladi va bu qo'lda p fazasi siljishiga olib keladi va optik signal 1-portdan chiqariladi.
Mexanik bo'lmagan{0}}optik kalit
Mexanik bo'lmagan optik kalitlarga{0}}suyuq kristalli optik kalitlar, elektro{1}}optik effektli optik kalitlar, termo-optik effektli optik kalitlar va yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichlar kabi turlar kiradi.
Suyuq kristalli optik kalit yarimo'tkazgich materialida qutblangan yorug'lik nurlarining dallanadigan to'lqin o'tkazgichlarini yaratish orqali ishlab chiqariladi. To'lqin o'tkazgichlar kesishmasida ma'lum bir burchak ostida truba o'yilgan va truba ichiga suyuq kristall AOK qilinadi. Yivning ostiga isitgich o'rnatilgan. Yiv qizdirilmaganda, yorug'lik nuri to'g'ridan-to'g'ri o'tadi; qizdirilganda suyuq kristall ichida pufakchalar hosil bo'ladi va to'liq ichki aks ettirish tufayli yorug'lik yo'nalishini o'zgartiradi va kerakli to'lqin o'tkazgichga chiqariladi.
Elektro{0}}optik va termo{1}}optik effektlar muayyan materiallarning sindirish ko‘rsatkichi kuchlanish va haroratga qarab o‘zgarishi hodisasidan foydalanadi va shu bilan optik kommutatsiya qurilmalarini yaratish imkonini beradi.
Yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgich (SOA) optik kalitlari yarimo'tkazgichli optik kuchaytirgichning kuchlanish kuchlanishini o'zgartirish orqali kommutatsiya funksiyasiga erishadi.
Optik kalitlarning asosiy parametrlariga toʻlqin uzunligi diapazoni, kiritish yoʻqolishi, optik qaytish yoʻqolishi, oʻzaro bogʻlanish, optik kirish quvvati, polarizatsiyaga bogʻliq-yoʻqotish, takrorlanuvchanlik, almashtirish tezligi va ishlash muddati kiradi.
Optik filtr
Optik filtrlar optik tolali aloqa tizimlarida muhim ilovalarga ega bo'lgan{0}}to'lqin uzunlikdagi tanlangan qurilmalardir, masalan, oldingi bo'limda muhokama qilinganidek, optik kuchaytirgichlardagi shovqinni filtrlash. Ayniqsa, har bir qabul qiluvchi kerakli kanalni tanlashi kerak bo'lgan WDM tolali optik tarmoqlarida filtrlar ajralmas komponentga aylanadi. Filtrlar ikkita asosiy toifaga bo'linadi: sobit filtrlar va sozlanishi filtrlar. Birinchisi ma'lum bir to'lqin uzunligidagi signal nurini o'tkazishga imkon beradi, ikkinchisi esa ma'lum bir optik tarmoqli kengligida to'lqin uzunliklarini dinamik ravishda tanlashi mumkin. Optik filtrlarning funktsiyalari va tasnifi rasmda ko'rsatilgan.
Amaliy optik filtrning uzatish xususiyatlari rasmda ko'rsatilgan. Ruxsat etilgan{1}}to'lqin uzunlikdagi optik filtrning asosiy parametrlari markaziy to'lqin uzunligi l2 va tarmoqli kengligi Dl hisoblanadi. Bunga qo'shimcha ravishda, kiritish yo'qolishi va izolyatsiya kabi parametrlar ham mavjud.
Optik tolali panjara
Elyaf Bragg panjaralari tolalar yadrosining sinishi indeksining taqsimlanishida davriy o'zgarishlarni yaratish uchun ultrabinafsha nurlanishdan foydalangan holda tola ishlab chiqarish jarayonida kiritilgan nuqsonlardan foydalanadi. Tolali Bragg panjarasining filtrlash effekti rasmda ko'rsatilgan; Bragg panjara shartini qondiradigan toʻlqin uzunliklari toʻliq aks etadi, boshqa toʻlqin uzunliklari esa oʻtib, uni toʻliq-tolali tirqishli filtrga aylantiradi.
Tolali Bragg panjaralarini ishlab chiqarishning ikkita usuli mavjud:
(1) Interferentsiya usuli:Interferentsiya usuli ikki nurli interferentsiya tamoyilidan foydalanadi. Ultrabinafsha nurlar nuri ikkita parallel nurga bo'linib, optik toladan tashqarida interferentsiya maydoni hosil qiladi. Ikki interferentsiya qo'llarining uzunligini sozlash orqali, natijada paydo bo'lgan interferentsiya chekkalarining davri tolali Bragg panjarasini ishlab chiqarish talablariga javob berishi mumkin.
(2) Fazali niqob usuli:Fazali niqob usulida oldindan tayyorlangan niqob-foydalanadi. Ultrabinafsha nurlar fazali niqobdan o'tganda interferentsiya paydo bo'lib, optik tolaning silindrsimon yuzasida interferentsiya maydoni hosil bo'ladi va shu bilan panjarani tolaga yozadi.
