Dispositivo óptico en el que la luz que entra por cualquier puerto sale por el siguiente.
Un circulador óptico es un dispositivo óptico de tres o cuatro puertos diseñado de manera que la luz que ingresa a cualquier puerto sale por el siguiente. Esto significa que si la luz ingresa al puerto 1, se emite desde el puerto 2, pero si parte de la luz emitida se refleja de regreso al circulador, no sale por el puerto 1 sino que sale por el puerto 3. Esto es análogo a la operación de un circulador electrónico . Los circuladores de fibra óptica se utilizan para separar señales ópticas que viajan en direcciones opuestas en una fibra óptica , por ejemplo para lograr una transmisión bidireccional a través de una única fibra. [1] Debido a su alto aislamiento de las potencias ópticas de entrada y reflejadas y su baja pérdida de inserción , los circuladores ópticos se utilizan ampliamente en sistemas de comunicación avanzados y aplicaciones de sensores de fibra óptica .
Los circuladores ópticos son ópticas no recíprocas , lo que significa que los cambios en las propiedades de la luz que pasa a través del dispositivo no se invierten cuando la luz pasa en la dirección opuesta. Esto sólo puede ocurrir cuando la simetría del sistema se rompe, por ejemplo por un campo magnético externo . Un rotador de Faraday es otro ejemplo de dispositivo óptico no recíproco y, de hecho, es posible construir un circulador óptico basado en un rotador de Faraday.
Historia
En 1965, Ribbens informó sobre una forma temprana de circulador óptico que utilizaba un prisma de Nicol con un rotador de Faraday . [2] Con la llegada de la fibra óptica y de ondas guiadas , más tarde se introdujeron circuladores ópticos integrables con guías de ondas e independientes de la polarización . [3] [4] [5] El concepto se amplió posteriormente a los sistemas de guías de ondas fotónicas de silicio . [6] [7] [8] [9] En 2016, Scheucher et al. han demostrado un circulador óptico integrado en fibra cuyo comportamiento no recíproco se originó a partir de la interacción quiral entre un solo átomo de 85 Rb y la luz confinada en un microresonador en modo de galería susurrante . La dirección de enrutamiento del dispositivo está controlada por el estado cuántico interno del átomo y el dispositivo es capaz de enrutar fotones individuales . [10]
En 2013, Davoyan y Engheta propusieron un circulador Y plasmónico a nanoescala basado en tres guías de ondas dieléctricas interconectadas con una unión magnetoóptica con nanobarras plasmónicas. [11]
^ IBM Redbooks (9 de noviembre de 1998). "5.4.6 Circuladores". Comprensión de las comunicaciones ópticas. Corporación IBM. ISBN 0738400580. Archivado desde el original el 10 de julio de 2015 . Consultado el 10 de julio de 2015 .
^ Ribbens, William B. (1965). "Un circulador óptico". Óptica Aplicada . 4 (8): 1037–1038. Código Bib : 1965ApOpt...4.1037R. doi :10.1364/AO.4.001037.
^ Hidetoshi, Iwamura; Hiroshi, Iwasaki; Kenichi, Kubodera; Yasuhiro, Torii; Juichi, Noda (1979). "Circulador óptico simple independiente de polarización para sistemas de transmisión óptica". Letras de Electrónica . 15 (25): 830–831. Código Bib : 1979ElL....15..830H. doi :10.1049/el:19790590.
^ Fuji, Y. (1991). "Circulador óptico independiente de polarización de alto aislamiento". Revista de tecnología Lightwave . 9 (10): 1238-1243. Código bibliográfico : 1991JLwT....9.1238F. doi : 10.1109/50.90921.
^ Sugimoto, N.; Shintaku, T.; Tate, A.; Terui, H.; Shimokozono, M.; Kubota, E.; Ishii, M.; Inoue, Y. (1999). "Circulador óptico independiente de la polarización de la guía de ondas". Cartas de tecnología fotónica IEEE . 11 (3): 355–357. Código Bib : 1999IPTL...11..355S. doi : 10.1109/68.748233. S2CID 35722016.
^ Pinto, Paolo; Huang, Duanni; Zhang, Chong; Shoji, Yuya; Mizumoto, Tetsuya ; Bowers, John E. (2017). "Aislador y circulador óptico basado en microanillos con electroimán integrado para fotónica de silicio". Revista de tecnología Lightwave . 35 (8): 1429-1437. Código Bib : 2017JLwT...35.1429P. doi : 10.1109/JLT.2016.2644626 . S2CID 32824770.