عمل المعزل البصري وتطبيقاته

في عام 1842 ، ذكر مايكل فاراداي أن البصري عملية المعزل يعتمد على تأثير فاراداي. يشير هذا التأثير إلى حقيقة أن مستوى الضوء المستقطب يتحول عندما تنتقل الطاقة الضوئية عبر الزجاج الذي يمكن أن يتعرض نحو مجال مغناطيسي. يعتمد اتجاه الدوران بشكل أساسي على المجال المغناطيسي كبديل لاتجاه انتقال الضوء.

تسبب الأجهزة البصرية وكذلك الموصلات في نظام الألياف الضوئية بعض التأثيرات مثل الامتصاص وانعكاس الإشارة الضوئية على o / p لجهاز الإرسال. لذلك ، قد تسبب هذه التأثيرات طاقة ضوئية. قد تتسبب هذه التأثيرات في إعادة إنتاج الطاقة الضوئية مرة أخرى المؤنة وعرقلة مع وظيفة العرض. للتغلب على تأثيرات التداخل ، يتم استخدام الصمام الثنائي البصري أو المعزل البصري.

ما هو المعزل البصري؟

يُعرف المعزل البصري أيضًا باسم الصمام الثنائي البصري ، والمزود الضوئي ، و optocoupler . إنه جهاز بصري مغناطيسي سلبي ، وتتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا المكون البصري في السماح بنقل الضوء في اتجاه واحد فقط. لذلك فهو يلعب دورًا رئيسيًا مع منع ردود الفعل غير الضرورية لمذبذب بصري وهو تجويف الليزر. يعتمد عمل هذا المكون بشكل أساسي على تأثير فاراداي المستخدم في المكون الرئيسي مثل دوار فاراداي.

مبدأ العمل

يشتمل المعزل البصري على ثلاثة مكونات رئيسية وهي Faraday rotator و i / p polarizer و o / p polarizer. يظهر تمثيل مخطط الكتلة أدناه. يشبه عمل هذا عندما يمر الضوء عبر مستقطب i / p في الاتجاه الأمامي ويتحول إلى مستقطب داخل المستوى الرأسي. يتم تصنيف أوضاع تشغيل هذا المعزل إلى نوعين بناءً على الاتجاهات المختلفة للضوء مثل الوضع الأمامي والوضع الخلفي.

مبدأ عمل المعزل البصري

في الوضع الأمامي ، يدخل الضوء في مستقطب الإدخال ثم يصبح مستقطبًا خطيًا. بمجرد وصول شعاع الضوء إلى دوار فاراداي ، فإن قضيب دوار فاراداي سوف يدور بزاوية 45 درجة. لذلك ، أخيرًا ، يترك الضوء من المستقطب o / p عند 45 درجة. وبالمثل في الوضع الخلفي ، يدخل الضوء مبدئيًا في المستقطب o / p بزاوية 45 درجة. عندما ينتقل عبر دوار فاراداي ، يدور باستمرار لمدة 45 درجة أخرى في مسار مماثل. بعد ذلك ، يتحول ضوء الاستقطاب 90 درجة إلى عمودي باتجاه مستقطب i / p ولا يمكنه مغادرة المعزل. وبالتالي ، سيتم امتصاص أو انعكاس شعاع الضوء.

أنواع المعزل البصري

يتم تصنيف Optoisolators إلى ثلاثة أنواع والتي تشمل المعزل البصري المستقطب والمركب والمغناطيسي

المعزل البصري من النوع المستقطب

يستخدم هذا المعزل محور الاستقطاب للحفاظ على انتقال الضوء في اتجاه واحد. يسمح للضوء بالانتقال في اتجاه التوجيه ، ومع ذلك ، يحظر إرسال كل شعاع ضوئي إلى الخلف. كما توجد عوازل بصرية مستقطبة مستقلة ومعتمدة. هذا الأخير أكثر تعقيدًا وغالبًا ما يستخدم في مكبر الصوت EDFA.

المعزل البصري من النوع المركب

هذا هو المعزل البصري من النوع المستقطب المستقل ، والذي يمكن استخدامه في EDFA البصري المضخم الذي يتضمن مكونات مختلفة مثل مُضاعِف تقسيم الطول الموجي (WDM) والألياف المشبعة بالإربيوم والضخ ليزر ديود ، إلخ..

نوع المغناطيسي المعزل البصري

يسمى هذا النوع من المعزل أيضًا باسم المعزل البصري المستقطب في وجه جديد. إنه يضغط على العنصر المغناطيسي لمحور فاراداي ، وهو عادة قضيب مصمم بكريستال مغناطيسي تحت المجال المغناطيسي القوي من خلاله تأثير فاراداي .

التطبيقات

عوازل بصرية تستخدم في تطبيقات بصرية مختلفة مثل الإعدادات الصناعية والمختبرية والشركات. إنها أجهزة يمكن الاعتماد عليها أثناء استخدامها أثناء الاقتران مع مضخمات الألياف البصرية ، ووصلات الألياف البصرية في الكيبل التلفزيوني ، والليزر الدائري بالألياف الضوئية ، والمنطق عالي السرعة أنظمة FOC .