Este dispositivo basado en tecnología de chip, ¿cómo puede lograr 1x32 o incluso más divisiones de luz?
Los divisores PLC (Planar Lightwave Circuit, circuito integrado de guía de onda planar) logran dividir la señal en 1 \times 32 , 1 \times 64 o incluso configuraciones de mayor número de puertos en un chip extremadamente diminuto, gracias a su tecnología de fabricación basada en procesos de micro-nano integración, similar a la de los semiconductores. Su implementación física y principios técnicos son los siguientes:
1. Tecnología de Guías de Onda Integradas Micro-Nano Planas (Planar Waveguide Technology)
A diferencia del proceso tradicional de fusión por estiramiento (FBT), que consiste en estirar físicamente y fusionar el acoplamiento de dos o más fibras ópticas, los divisores PLC utilizan tecnología de fotolitografía de semiconductores para depositar y grabar con precisión capas de guía de onda dopadas con dióxido de silicio ( \text{SiO}_2 ) sobre una base de silicio (Si) o cuarzo de alta pureza (Quartz).
- Las guías de onda grabadas tienen dimensiones geométricas que coinciden estrechamente con el núcleo de la fibra óptica monomodo (aproximadamente 9\ \mu\text{m} ). Las señales ópticas pueden transmitirse y dividirse con una pérdida de medio extremadamente baja dentro de estos “conductos” minúsculos.
2. Estructura de Ramificación en Y de Cascada Multinivel 1 \times 2 (Cascaded Y-junctions)
Dentro del chip, la división de la señal no se realiza directamente en 32 salidas en un solo paso, sino que se divide sucesivamente por dos mediante ramificaciones de guía de onda con impedancia adaptada en forma de Y (uniones Y o Y-junctions) en un espacio muy reducido.
- Un divisor 1 \times 32 está, de hecho, compuesto por 5 niveles de ramificaciones en Y 1 \times 2 en cascada ( 2^5 = 32 ) en el chip.
- Debido al procesamiento litográfico, estas ramificaciones en cascada de cinco niveles pueden integrarse de forma compacta en una sola pieza de chip con longitudes y anchuras de solo unos pocos milímetros a una docena de milímetros, un tamaño físico inalcanzable para los procesos convencionales de estiramiento de fibra óptica.
3. Alta Consistencia y Excelentes Características Ópticas
- Uniformidad Sobresaliente (Uniformity): En el caso del estiramiento por fusión, la fabricación de divisores con muchos canales requiere unir mecánicamente o manualmente múltiples acopladores 1 \times 2 . La acumulación de errores provoca una distribución de potencia de salida muy desigual entre los canales. Sin embargo, dado que los chips PLC utilizan litografía integrada de una sola pieza, su simetría geométrica alcanza el nivel nanométrico, lo que garantiza una distribución extremadamente uniforme de la potencia óptica en los 32 puertos de salida, una pérdida de inserción consistente y una pérdida dependiente de la polarización (PDL) muy baja.
- Amplia Banda de Trabajo: El diseño PLC puede admitir de forma natural una ventana de operación muy amplia (generalmente cubriendo 1260\ \text{nm} \sim 1650\ \text{nm} ), lo que le permite ser compatible a la perfección con las comunicaciones ópticas y la detección óptica multibanda.
Productos Relacionados con OFSCN® y Aplicaciones en Sensores de Redes de Fibra de Vidrio (FBG)
Dentro de la línea de productos principales de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), ofrecemos productos complementarios de divisores ópticos de grado industrial y alta fiabilidad:
Divisor Óptico de Fibra OFSCN®
Principales Indicadores Técnicos
- Especificaciones Estándar: Incluyen comúnmente divisores 16 \times 32 , 8 \times 16 , 4 \times 8 , 32 \times 64 , etc.
- Personalización de Temperatura: Los productos están diseñados por defecto para entornos a temperatura ambiente, pero se pueden personalizar divisores de alta temperatura capaces de soportar hasta 250^\circ\text{C} para entornos industriales especiales.
Aplicación Innovadora en Sistemas Demoduladores de Redes de Fibra de Vidrio
En proyectos de detección óptica a gran escala, los divisores ópticos OFSCN® se utilizan principalmente como “dispositivos de expansión de canal físico” en conjunto con el Demodulador de Redes de Fibra de Vidrio OFSCN®:
- Reutilización de Arquitectura del Sistema: Mediante una planificación de longitud de onda estricta y científica, un canal físico del demodulador puede expandirse lógicamente a dos o tres ramas físicas (aunque todavía se procesan como un solo canal dentro del demodulador).
- Ventajas de Aplicación: Esta solución de uso aumenta significativamente el número de puntos de medición de sensores de redes de fibra de vidrio (FBG) que pueden conectarse a un solo demodulador, sin comprometer la alta frecuencia de muestreo y la resolución de longitud de onda del sistema. Esto reduce considerablemente el coste de hardware por canal de punto de medición en proyectos de ingeniería a gran escala.