光纖開關(guān)的特點(diǎn)
光纖開關(guān)是能使光纖線路換接的器件。按進(jìn)線和出線數(shù)目,可分為1×2,2x4等開關(guān)。換接時(shí)通過電磁感應(yīng)改變可動光纖的位置。換接時(shí)間可小至毫秒量級。廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中,以提供備份線路的換接。
光纖開關(guān)壽命長,安全可靠,抗干擾強(qiáng),尤其適合于潮濕、高溫、強(qiáng)電磁干擾等應(yīng)用場合,這種開關(guān)可以完全浸在液體中也能工作,也可安裝到遠(yuǎn)離控制系統(tǒng)的地方。但此開關(guān)成本較高。
光纖開關(guān)工作原理
光纖開關(guān)是量子技術(shù)的簡單運(yùn)用,將電信號轉(zhuǎn)化成光信號,控制光子,打開開關(guān),就會產(chǎn)生光子,然后接通可以工作。
光纖是光學(xué)纖維的簡稱。光學(xué)纖維是一種帶涂料的透明細(xì)絲,通常由芯料(玻璃)加涂層(玻璃)組成。光纖的芯料直徑在幾個(gè)微米到幾十微米之間,涂層外徑為0.1~0.2毫米的數(shù)量級。光學(xué)纖維涂層的折射率必須小于芯料的折射率,并且光學(xué)纖維芯料和涂層之間應(yīng)有良好的光學(xué)接觸,形成優(yōu)質(zhì)的光學(xué)界面。當(dāng)光線以口角入射在光纖維的入射端面上(圖4.2.3—1),經(jīng)折射后進(jìn)人光學(xué)纖維內(nèi),以角φ入射到芯料和涂層間的光滑界面上。只要選擇適當(dāng)?shù)娜肷浣铅龋偪墒菇嵌蚀笥诋a(chǎn)生全反射所要求的臨界角妒φm,入射光線將在界面上產(chǎn)生全反射;如果光學(xué)纖維是均勻的圓柱體,則入射光線就可在光學(xué)纖維內(nèi)經(jīng)過若干次(與纖維長度、直徑有關(guān),一般為幾百、幾千,甚至幾萬次以上)全反射后,由光學(xué)纖維的一端傳至另一端,直到從出射端面射出。
在一般狀態(tài)下,光在光纖中傳播,其能量的絕對值是相等的,光纖的中間設(shè)置障礙或破壞光纖的全反射條件,使光纖出射端輸出的光能量衰減,這樣,只要檢測出光纖輸出端的光能量大小,就可控制電子開關(guān),對各類用電器實(shí)現(xiàn)控制。
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