Introdução aos componentes ópticos passivos: circulador óptico, isoladores e sensores FBG

Atualmente, a rede óptica passiva (PON) é amplamente utilizada pelas pessoas como uma solução promissora para redes modernas de telecomunicações de acesso. As aplicações de redes ópticas passivas, especialmente a WDM-PON, desempenham um papel importante nas soluções de implantação FTTx. Com o desenvolvimento da tecnologia, precisamos de sistemas PON mais criativos e econômicos que não sejam mais limitados pelos elementos básicos. Além desses elementos básicos, os engenheiros contribuíram para a evolução da comunicação óptica ao projetar alguns dispositivos passivos inovadores para melhorar as funcionalidades, confiabilidade e eficiência econômica das redes ópticas. Sobre a palavra “passivo”, aqui se refere àqueles dispositivos que não requerem conversão elétrico-óptico ou óptico-elétrico durante sua operação. Em geral, os componentes ópticos passivos comuns incluem conectores simples de fibra óptica, emendas, acopladores/divisores e atenuadores fixos de fibra óptica. Além disso, dispositivos ópticos como interruptores, atenuadores ópticos variáveis, circuladores, isoladores e sensores FBG (Fiber Bragg grating) também são amplamente utilizados em uma estrutura de rede PON. Este artigo se concentrará na descrição de circuladores ópticos, isoladores e sensores FBG.

Circuladores ópticos

Um circulador óptico geralmente é um dispositivo circular de três portas projetado para servir como vias ópticas de mão única, de modo que a luz que entra em qualquer porta sai da próxima. Em outras palavras, direcione a luz da porta 1 para a porta 2, da porta 2 para a porta 3, sem nenhuma ir de 2 para 1. Mas agora existem outras opções, como 4 portas (tem uma porta bidirecional adicional), 1 × 2 portas, tipos de portas 2×2 no mercado à medida que a tecnologia melhora. Um circulador óptico pode ser usado para desacoplar os sinais transmitidos e recebidos que viajam na mesma fibra (em suma, a transmissão bidirecional), como um tipo de componente de ramificação que distribui/isola a potência óptica entre as fibras ópticas, com base na direção da propagação da onda de luz. O princípio dos circuladores ópticos é usar os rotadores de Faraday.

Isoladores ópticos

Um isolador óptico opera de maneira semelhante a um circulador óptico, exceto que a onda de luz de propagação reversa é perdida em vez de ser direcionada para uma terceira porta para saída. Um isolador óptico é um componente passivo de duas portas que transmite luz com baixa atenuação em apenas uma direção. A principal função dos isoladores ópticos é reduzir ou eliminar a reflexão de retorno e controlar o ruído. Em geral, os isoladores ópticos são usados como módulos de diodo laser de componentes integrais e em linha e amplificadores ópticos e para reduzir o ruído causado pela reflexão de caminhos múltiplos em sistemas de transmissão analógicos e de alta taxa de bits. O princípio de funcionamento dos isoladores ópticos é baseado em polarizadores e rotadores de Faraday.

Sensores FBG (Fiber Bragg grade)

FBG (Fiber Bragg grating) é um componente óptico passivo e discreto em um ponto específico em uma fibra óptica que reflete a luz de um comprimento de onda específico e está presente no núcleo de um guia de ondas de fibra óptica. Os FBGs agora estão sendo cada vez mais usados em aplicações de detecção e estão desfrutando de ampla aceitação e uso. Os tipos comuns de sensores FBG incluem sensor FBG de temperatura, sensor FBG soldável, sensor FBG de deslocamento, sensor FBG de aceleração, sensor FBG de pressão e assim por diante. Devido ao seu tamanho pequeno, natureza passiva, imunidade à interferência eletromagnética e capacidade de medir diretamente parâmetros físicos, como temperatura e tensão, os sensores FBG estão se tornando uma tecnologia de detecção convencional.

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