Che cos'è un circolatore ottico?
Un dispositivo utilizzato nei sistemi di comunicazione ottica, un circolatore ottico è costruito per far passare la luce da una fibra ottica a un'altra. Il movimento avviene nella stessa direzione in cui viaggia la luce, dalla prima alla seconda porta o dalla seconda alla terza porta. La maggior parte di questi dispositivi ha tre porte e i raggi di luce in entrata non possono tornare su altre porte, il che significa che il dispositivo è non reciproco. Questi dispositivi ottici vengono utilizzati per passare la luce da un collegamento di comunicazione in fibra unidirezionale a un duplex e anche in strumenti di test ottici come riflettometri nel dominio del tempo ottico.
Un circolatore ottico è simile a un isolatore ottico in quanto viene utilizzato per spostare la luce in avanti, sebbene un isolatore funzioni anche per impedire al fascio di luce di invertire la direzione. In genere si verifica una perdita di energia luminosa nell'isolatore, ma il circolatore dirige tutta la luce verso la porta di uscita e nella successiva fibra ottica. I circolatori ottici in genere hanno tre porte, ma molte applicazioni ne richiedono solo due, quindi possono essere costruite per bloccare qualsiasi luce che colpisce la terza porta.
I raggi di luce in questi dispositivi possono essere reindirizzati utilizzando componenti come un rotatore di Faraday. Un polarizzatore walk-off spaziale divide la luce in fasci orizzontali e verticali. La luce passa anche attraverso una piastra a semionda e tutti i componenti nel circolatore passano il raggio verso la porta di uscita. I raggi luminosi separati nel circolatore ottico vengono ricombinati prima di raggiungere la porta di uscita da un cubo polarizzatore spettrale e da un prisma riflettore, che condiziona la luce per la prosecuzione attraverso la fibra successiva.
Quando un circolatore ottico viene utilizzato in un sistema di comunicazione, gli ingegneri non devono utilizzare la serie di trasmettitori, ricevitori e amplificatori che sarebbero altrimenti necessari. È un componente più costoso ma sono necessarie meno parti e anche l'infrastruttura in fibra ottica diventa più semplice e affidabile. Un circolatore, un trasmettitore e un ricevitore possono essere integrati nello stesso dispositivo, se necessario.
Un sistema a fibra ottica è anche reso più efficiente perché il circolatore ottico riduce al minimo la perdita di luce. Il raggio va in una direzione con un'efficace separazione dei segnali che entrano ed escono. I sistemi con isolatori e beamsplitters tendono a drenare parte dell'energia della luce. Un circolatore ottico è, tuttavia, un mezzo efficiente per trasmettere un segnale luminoso e rende la progettazione di sistemi di comunicazione più economica.