Dispositivo óptico en el que la luz que entra por cualquier puerto sale por el siguiente.
Símbolo de circulador óptico
Un circulador óptico es un dispositivo óptico de tres o cuatro puertos diseñado de tal manera que la luz que entra en cualquier puerto sale por el siguiente. Esto significa que si la luz entra por el puerto 1 se emite por el puerto 2, pero si parte de la luz emitida se refleja de vuelta al circulador, no sale por el puerto 1 sino que sale por el puerto 3. Esto es análogo al funcionamiento 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 sobre una sola fibra. [1] Debido a su alto aislamiento de las potencias ópticas de entrada y reflejada 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 dispositivos ópticos no recíprocos , 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 solo puede suceder cuando se rompe la simetría del sistema, por ejemplo, por un campo magnético externo . Un rotador de Faraday es otro ejemplo de un 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 y la óptica de ondas guiadas , se introdujeron posteriormente circuladores ópticos integrables en guías de ondas e independientes de la polarización . [3] [4] [5] El concepto se extendió 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 puede enrutar fotones individuales . [10]
En 2013, Davoyan y Engheta propusieron un circulador Y plasmónico a escala nanométrica 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". Entendiendo las comunicaciones ópticas. IBM Corporation. ISBN 0738400580Archivado 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 Bibliográfico :1965ApOpt...4.1037R. doi :10.1364/AO.4.001037.
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^ 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". IEEE Photonics Technology Letters . 11 (3): 355–357. Bibcode :1999IPTL...11..355S. doi :10.1109/68.748233. S2CID 35722016.
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^ Mitsuya, Kota; Shoji, Yuya; Mizumoto, Tetsuya (2013). "Demostración de un circulador óptico de guía de ondas de silicio". IEEE Photonics Technology Letters . 25 (8): 721–723. Bibcode :2013IPTL...25..721M. doi :10.1109/LPT.2013.2247995. S2CID 31886457.
^ Pintus, Paolo; Huang, Duanni; Zhang, Chong; Shoji, Yuya; Mizumoto, Tetsuya ; Bowers, John E. (2017). "Aislador y circulador óptico basado en microring con electroimán integrado para fotónica de silicio". Revista de tecnología de ondas de luz . 35 (8): 1429–1437. Bibcode :2017JLwT...35.1429P. doi : 10.1109/JLT.2016.2644626 . S2CID 32824770.
