I. Mạng viễn thông sợi quang: đảm bảo truyền dẫn đường dài tốc độ cao

Truyền thông sợi quang là lĩnh vực ứng dụng cốt lõi nhất của công tắc quang mất mát thấp, mục tiêu của nó là giảm suy giảm tín hiệu để kéo dài khoảng cách truyền và tăng tỷ lệ sử dụng băng thông.

Kết nối chéo quang (OXC) và ghép kênh quang (OADM): Trong mạng xương sống và mạng đô thị, công tắc quang mất mát thấp được sử dụng để thực hiện chuyển đổi tín hiệu giữa các liên kết sợi quang khác nhau (chẳng hạn như điều chỉnh định tuyến, khôi phục sự cố). Nếu mất công tắc lớn, nó sẽ dẫn đến tín hiệu cần phải được chuyển tiếp qua bộ khuếch đại thường xuyên, không chỉ làm tăng chi phí, mà còn giới thiệu tiếng ồn để giảm chất lượng thông tin liên lạc. Đặc tính tổn thất thấp có thể làm giảm số lượng bộ lặp và cải thiện sự ổn định của mạng.

Các mô-đun ánh sáng tốc độ cao được kết nối với trung tâm dữ liệu: Trong các mô-đun ánh sáng tốc độ cao như 400G/800G, công tắc ánh sáng được sử dụng để lựa chọn kênh hoặc chuyển mạch quang. Mặc dù khoảng cách ngắn giữa các máy chủ trong trung tâm dữ liệu là gần, truyền tải mật độ cao là cực kỳ nhạy cảm với tổn thất - tổn thất thấp có thể làm giảm tỷ lệ lỗi và đảm bảo tính thời gian thực của một lượng lớn dữ liệu (như điện toán đám mây, truyền dữ liệu lớn).

II. Hệ thống cảm biến sợi quang: nâng độ chính xác và phạm vi phát hiện

Cảm biến sợi quang cảm nhận nhiệt độ, áp suất, độ rung và các đại lượng vật lý khác thông qua sự thay đổi tín hiệu quang học, công tắc quang tổn thất thấp ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhạy và phạm vi phủ sóng của phát hiện.

Cảm biến sợi quang phân tán (chẳng hạn như giám sát đường ống dẫn dầu và khí): Hệ thống cần chuyển mạch quang học của các đoạn giám sát khác nhau thông qua công tắc quang học. Nếu mất công tắc lớn, tín hiệu ánh sáng đến đầu xa sẽ không phản xạ hiệu quả do suy giảm quá mạnh, dẫn đến giảm phạm vi giám sát hoặc biến dạng dữ liệu. Đặc tính tổn thất thấp cho phép mở rộng khoảng cách cảm biến (chẳng hạn như mở rộng từ vài km đến vài chục km) trong khi đảm bảo chụp chính xác các rung động nhỏ như rò rỉ đường ống.

Cảm biến tích hợp đa thông số: Trong giám sát môi trường (chẳng hạn như thành phần khí quyển, chất lượng nước), công tắc ánh sáng mất mát thấp có thể chuyển đổi ánh sáng phát hiện ở các bước sóng khác nhau để đạt được phát hiện đồng thời trên nhiều thông số. Mất mát nhỏ có nghĩa là cường độ tín hiệu của mỗi bước sóng là nhất quán, tránh lỗi phát hiện do tín hiệu của một kênh quá yếu.

III. LiDAR (LiDAR): Tăng cường khoảng cách phát hiện và độ phân giải

LiDAR đạt được hình ảnh ba chiều bằng cách phát và nhận tín hiệu laser và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như lái xe tự động và lập bản đồ máy bay không người lái. Công tắc ánh sáng mất mát thấp là cốt lõi của điều khiển đường quang của nó.

Đa tuyến LiDAR quang lộ chuyển đổi: Để che phủ tầm nhìn rộng hơn, LiDAR cần thông qua công tắc quang chuyển đổi nhanh chóng các góc độ khác nhau của các kênh phát/nhận laser. Mất mát thấp có thể đảm bảo năng lượng laser phù hợp trên mỗi kênh và tránh làm mờ hình ảnh do suy giảm tín hiệu theo một hướng nhất định (chẳng hạn như kiểm tra rò rỉ chướng ngại vật trong lái xe tự động).

Dynamic Focus&Scan: Trong lập bản đồ độ chính xác cao, công tắc ánh sáng được sử dụng để điều chỉnh phạm vi lấy nét của chùm tia laser. Tổn thất thấp có thể đảm bảo sử dụng năng lượng laser hiệu quả, kéo dài khoảng cách phát hiện (chẳng hạn như nâng từ 100 mét lên 200 mét), đồng thời nâng cao độ phân giải của mục tiêu ở khoảng cách xa.

Thông tin liên lạc lượng tử: Bảo vệ trạng thái lượng tử mong manh

Truyền thông lượng tử phụ thuộc vào sự truyền tải của một photon hoặc trạng thái lượng tử duy nhất, rất dễ bị "rút lui" do mất mát, vì vậy công tắc ánh sáng mất mát thấp là thành phần cốt lõi của mạng lượng tử.

Mạng phân phối khóa lượng tử (QKD): Trong bộ lặp lượng tử hoặc mạng lượng tử kiểu sao, công tắc quang được sử dụng để chuyển đổi các kênh lượng tử của các nút người dùng khác nhau. Nếu công tắc mất hơn 0,5dB, nó có thể dẫn đến tín hiệu photon riêng lẻ bị suy giảm hoàn toàn, trực tiếp phá vỡ sự an toàn của việc tạo khóa. Đặc tính tổn thất thấp cho phép duy trì trạng thái lượng tử tối đa, đảm bảo tỷ lệ thành công và bảo mật của việc phân phối khóa.

Điều khiển quang học tính toán lượng tử: Trong chip lượng tử quang học của máy tính lượng tử, công tắc quang học được sử dụng để điều khiển các kết nối quang học của các qubit. Tổn thất thấp có thể làm giảm sự suy giảm của trạng thái lượng tử và đảm bảo tính chính xác của tính toán lượng tử.