Công tắc quang học là gì?

Công tắc quang học là một thiết bị truyền tín hiệu ánh sáng giữa các kênh khác nhau trong các mạng truyền thông.Mạng lưới sợi quang được phát triển vào thế kỷ 20 để mang số lượng dữ liệu cao hơn so với các hệ thống dây đồng trước đó.Việc tăng cường sử dụng Internet và mở rộng các dịch vụ điện thoại và truyền hình di động đòi hỏi số lượng dữ liệu lớn hơn phải được quản lý bởi các mạng truyền thông. Khi mạng cáp quang mang tín hiệu ánh sáng từ điện thoại hoặc máy tính khác, có thể bắt buộc phải di chuyểntín hiệu giữa các đường dẫn sợi khác nhau.Để thực hiện điều này, một công tắc được yêu cầu có thể chuyển tín hiệu với sự mất tối thiểu về chất lượng giọng nói hoặc dữ liệu.Khi sợi quang được phát triển lần đầu tiên, điều này đã được thực hiện bằng một công tắc quang học thay đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện, thực hiện hàm chuyển đổi và chuyển đổi tín hiệu trở lại dạng ánh sáng.Hệ thống này có thể chấp nhận được đối với các hệ thống quang học sớm, nhưng các vấn đề được phát triển khi tốc độ truyền tăng lên. Các công tắc điện có một số hạn chế về tốc độ chuyển đổi so với tốc độ ánh sáng được sử dụng trong truyền sợi.Khi các yêu cầu dữ liệu tăng lên, phần điện của công tắc quang điện đã tạo ra giới hạn cho số lượng dữ liệu có thể được truyền.Các công nghệ chuyển đổi quang tiên tiến hơn là cần thiết, đặc biệt là để loại bỏ chuyển đổi điện khi chuyển đổi tín hiệu ánh sáng.MEMS là một lợi thế so với các công tắc quang điện vì việc chuyển đổi đến và từ tín hiệu điện là không cần thiết.Các truyền ánh sáng được chuyển trực tiếp giữa các sợi khác nhau trong thiết bị MEMS, cho phép tốc độ truyền tương đương với các sợi quang của sợi quang lên đến một điểm.gương di chuyển.Một bộ điều khiển máy tính xác định nơi mà cuộc gọi hoặc giao tiếp dữ liệu sẽ đi và cần có sợi dây nào để hoàn thành kết nối.Mỗi sợi quang đến có một tấm gương bên cạnh phần cuối của sợi được điều khiển bởi một động cơ điện nhỏ.Khi tín hiệu ánh sáng thoát ra khỏi sợi, nó phản ánh gương và vào phần cuối của sợi đi mà máy tính xác định là cần thiết.Các công tắc này hoạt động rất nhanh, cho phép một lượng lớn dữ liệu được gửi trên các mạng sợi. Các vấn đề với các thiết kế MEMS xảy ra khi các công ty Optics sợi tiếp tục mở rộng hệ thống truyền của chúng.Khi cáp quang trở nên lớn hơn để chứa nhiều dữ liệu hơn, MEMS bắt đầu gây mất tín hiệu vì các gương đang chuyển tín hiệu ánh sáng sang nhiều kết nối hơn.Chất lượng tín hiệu bắt đầu xuống cấp khi khoảng cách giữa các sợi trở nên dài hơn.Một cải tiến là tạo ra các thiết bị MEMS ba chiều (3D), trong đó một loạt các công tắc được xếp chồng lên nhau, cho phép mỗi công tắc xử lý ít tín hiệu hơn bằng cách sử dụng khoảng cách chuyển đổi ngắn.Một loại công tắc quang khác không có bộ phận chuyển động là một công tắc kỹ thuật số, sử dụng các tinh thể silicon để điều khiển ánh sáng.Trong các công tắc này, một tinh thể silicon rắn được đặt giữa các cặp sợi quang.Chỉ số khúc xạ, hoặc lượng ánh sáng bị uốn cong khi nó đi qua tinh thể, sẽ thay đổi nếu nhiệt được áp dụng.Máy sưởi nhỏ được đặt ở các vị trí dọc theo tinh thể và được kích hoạt khi tín hiệu ánh sáng đi vào.Khi chỉ số khúc xạ thay đổi, tín hiệu ánh sáng có thể được hướng đến các sợi đầu ra khác nhau, mà không cần gương hoặc các bộ phận chuyển động khác.Chất lượng tín hiệu cũng có thể được cải thiện trên các thiết bị MEMS, bởi vì gương gây ra tổn thất nhỏ không nhìn thấy với các công tắc kỹ thuật số.