Optisesta kytkimestä, kriittisestä fotonisesta laitteesta, joka pystyy ohjaamaan päälle/pois-tilaa tai optisten teiden reititystä sähköisin, mekaanisin tai termisin keinoin, on tullut välttämätön komponentti nykyaikaisissa instrumentointi- ja testausjärjestelmissä. Hyödyntämällä sen luontaisia etuja, kuten suurta nopeutta, suurta kaistanleveyttä, sähkömagneettisten häiriöiden sietokykyä ja pientä lisäyshäviötä, sillä on tärkeä rooli testausautomaation, järjestelmän joustavuuden ja mittaustarkkuuden parantamisessa.
1. Sovellus optisen viestinnän testauksessa
Optinen viestintä on yksi niistä aloista, joilla optisia kytkimiä käytetään laajimmin. Testausjärjestelmissä niitä käytetään laajasti automatisoitujen testialustojen rakentamiseen lukuisten optisten kuitujen, komponenttien (kuten lasereiden, vahvistimien, jakajien) ja kokonaisten optisten verkkojärjestelmien tehokkaaseen ja luotettavaan suorituskyvyn arviointiin.
Usean{0}}portin laitteen testaus:Kun testataan moni{0}}porttisia laitteita, kuten optisia jakajia tai aallonpituus{1}}multipleksereita, yhden testilaitteen (esim. optisen tehomittarin, optisen spektrianalysaattorin) käyttäminen jokaisessa portissa on kallista. 1 × N tai M × N optinen kytkinmatriisi voi yhdistää testilaitteen automaattisesti peräkkäin laitteen jokaiseen porttiin, mikä mahdollistaa nopean, automaattisen parametrien skannauksen ja kirjaamisen. Tämä parantaa merkittävästi testauksen tehokkuutta ja alentaa kustannuksia.
Verkon suorituskyvyn valvonta:Suurissa-optisissa siirtoverkoissa optisia kytkimiä voidaan käyttää kuituvalvontajärjestelmien rakentamiseen. Vaihtamalla valvontalaitteita ajoittain verkon eri linkkeihin tai solmuihin, tärkeimpiä parametreja, kuten optisen signaalin-/-kohinasuhdetta ja linkin katoamista, voidaan tarkkailla reaaliajassa-, mikä mahdollistaa nopean vian paikantamisen ja varhaisen varoituksen, mikä varmistaa verkon vakauden.
2. Sovellus anturi- ja mittausjärjestelmissä
Optista anturitekniikkaa arvostetaan kovan ympäristön tarkkailussa sen korkean herkkyyden ja luontaisen turvallisuuden ansiosta. Optisilla kytkimillä on keskeinen rooli signaalien reitityksessä ja järjestelmän multipleksoinnissa näissä asetuksissa.
Kuituoptiset anturiverkot:Fibre Bragg -ritiloihin perustuvissa hajautetuissa anturijärjestelmissä yksi kyselylaite on kallis. Optisten kytkimien avulla yksi kyselylaite voidaan liittää useisiin anturikuituryhmiin, mikä mahdollistaa lähes -hajautetun, monipisteen jännityksen ja lämpötilan tarkkailun suurten -mittakaavaisten rakenteiden (esim. siltojen, patojen, lentokoneiden siipien) kunnon seurantaa varten. Tämä "yksi instrumentti useaan käyttöön" -malli vähentää merkittävästi järjestelmän monimutkaisuutta ja kustannuksia.
Signaalin reititys testijärjestelmissä:Monimutkaisissa laboratorio- tai tuotantotestiympäristöissä testattavan yksikön on ehkä liitettävä erilaisia testauslaitteita (esim. valonlähteitä, ilmaisimia, spektrometrejä). Optinen kytkinmatriisi voi luoda joustavan signaalin reititysarkkitehtuurin, joka muodostaa automaattisesti erilaisia yhteyspolkuja ennalta määritettyjen ohjelmien mukaan. Tämä helpottaa moni-integroitua automatisoitua testausta, välttää tylsää manuaalista kytkemistä/irrottamista ja parantaa luotettavuutta ja toistettavuutta.
3. Sovellus instrumenttien suojauksessa ja järjestelmän redundanssissa
Instrumenttien suojaaminen on ratkaisevan tärkeää{0}}nopeissa ja{1}}tarkoissa testausjärjestelmissä.
Instrumentin suojaus:Kun testataan suuritehoisia-optisia signaaleja tai lähteitä, joiden tehotaso on tuntematon, optinen kytkin voi toimia "porttina". Ennen testilaitteen liittämistä voidaan tehdä alustava arvio matalan -tehokanavan kautta tai optinen kytkin voi nopeasti katkaista reitin estääkseen kalliiden tarkkuusinstrumenttien herkkien komponenttien, kuten tehomittarin tai spektrometrin valotunnistimen, vahingoittumisen.
Järjestelmän redundanssi ja varmuuskopiointi:Sovelluksissa, joissa on erittäin korkeat luotettavuusvaatimukset (esim. ilmailu-, puolustustestaus), kriittiset valonlähteet tai analysaattorit varmuuskopioidaan usein. Optiset kytkimet voivat automaattisesti ja nopeasti vaihtaa optisen polun varayksikköön, jos ensisijainen epäonnistuu, mikä varmistaa testitehtävien jatkuvuuden ja tietojen eheyden.
Näkymät
Kun testausvaatimukset kehittyvät kohti suurempaa nopeutta, suurempaa kaistanleveyttä ja suurempaa automaatiota, optinen kytkintekniikka kehittyy edelleen. Tulevaisuudessa integroidummat, nopeammat-vasteet (esim. Micro-Electro-Mechanical Systems MEMS-optiset kytkimet) ja pienemmän-häviön älykkäät optiset kytkimet integroidaan syvemmin instrumentointi- ja testausjärjestelmiin. Ne yhdistetään Software{8}}Defined Networking- ja Artificial Intelligence -teknologioihin luodakseen seuraavan sukupolven älykkäämpiä, joustavampia ja kauko-ohjattavia automatisoituja testi- ja mittausratkaisuja, mikä edistää tieteellisen tutkimuksen ja teollisen tuotannon innovaatioita.