作為檢測(cè)氣象的儀器，小型氣象站一般被安置在野外等空曠的環(huán)境中，這樣才可以更準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)氣象數(shù)據(jù)，有時(shí)候我們需要專(zhuān)門(mén)檢測(cè)夜間的數(shù)據(jù)，或者是專(zhuān)門(mén)統(tǒng)計(jì)白天的數(shù)據(jù)，如果我們每天都去打開(kāi)關(guān)閉小型氣象站，將會(huì)增加很大的工作量，也會(huì)浪費(fèi)很多的人力物力，因?yàn)?A href="http://www.szqiandai.cn/yq_list/yq_299_1.html">小型氣象站一般不僅僅只有一臺(tái)，光控制功能也就是在這樣的情形下應(yīng)運(yùn)而生，下面就為你介紹一下小型氣象站中液晶光控制原理的實(shí)現(xiàn)。
      小型氣象站中的光開(kāi)關(guān)器件是光通訊網(wǎng)絡(luò)中的重要器件，其主要功能是轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的信道，以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的交換或網(wǎng)絡(luò)的自愈保護(hù)。對(duì)光開(kāi)關(guān)的要求是插入損耗小，串音低，開(kāi)關(guān)速度快，開(kāi)關(guān)功耗小，重復(fù)性好，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)小型化和操作方便等。目前實(shí)用的光開(kāi)關(guān)器件大都采用機(jī)械控制的方法。這類(lèi)器件存在著以下主要的缺點(diǎn)：一是響應(yīng)速度較慢，一般很難快于10ms；二是體積較大，不利于系統(tǒng)的集成化；三是運(yùn)動(dòng)部件壽命有限。
　　小型氣象站的液晶開(kāi)關(guān)技術(shù)以其開(kāi)關(guān)能量低，響應(yīng)速度較快，可靠性好，以及沒(méi)有移動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)而具有很大優(yōu)勢(shì)。另外，液晶材料在紅外波段有低吸收損耗，因而可應(yīng)用于C和L波段。利用液晶調(diào)制器做光開(kāi)關(guān)的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)有過(guò)介紹。液晶調(diào)制器沒(méi)有移動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它通過(guò)操作偏振來(lái)路由光信號(hào)，這樣的固態(tài)的裝置。液晶盒需要的控制電壓和電流低，因而，相對(duì)于機(jī)械光開(kāi)關(guān)他們損耗的功率低。液晶開(kāi)關(guān)已經(jīng)有1×2，1×8，2×2上路/下路和8×8上路/下路開(kāi)關(guān)。這些開(kāi)關(guān)同一些其他的固態(tài)（沒(méi)有機(jī)械移動(dòng)）開(kāi)關(guān)比，有低的插入損耗、偏振依賴(lài)損耗和溫度依賴(lài)損耗并且有低的偏振模色散和較寬的工作光譜范圍。同機(jī)械光開(kāi)關(guān)比，同時(shí)具有較快的開(kāi)關(guān)速度和較小尺寸。

　　基于PBS液晶光開(kāi)關(guān)工作原理圖2是1×2液晶光開(kāi)關(guān)的概圖。輸入端的雙折射片控制光的偏振態(tài)到設(shè)計(jì)的方向。不應(yīng)用偏置，激光將通過(guò)液晶盒和同偏振方向的偏振分束器。通過(guò)調(diào)整液晶空間調(diào)制器的電壓，液晶分子旋轉(zhuǎn)通過(guò)激光的偏振。用一個(gè)足夠的電壓，激光的偏振旋轉(zhuǎn)到垂直的方向。此時(shí)偏振分束器反射激光到另一個(gè)輸出端口。
　　液晶M－Z方向耦合器開(kāi)關(guān)M－Z方向耦合器開(kāi)關(guān)，是現(xiàn)代光通訊網(wǎng)絡(luò)的基本器件。在單模M－Z方向耦合器開(kāi)關(guān)中，相干涉的兩個(gè)臂由兩個(gè)相似的單模光纖構(gòu)成。圖3所示，在光纖的端頭處由兩個(gè)3dB的耦合器構(gòu)成。通常為了精確調(diào)整臂長(zhǎng)，還引入一個(gè)調(diào)整延時(shí)線(xiàn)。調(diào)整臂長(zhǎng)的另一種方法是使用成束的多芯光纖和相應(yīng)的設(shè)備（多芯連接器和耦合開(kāi)關(guān)）來(lái)應(yīng)用干涉。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)環(huán)境壓力和振動(dòng)不敏感，并且干涉臂是天然平衡的。然而，他需要完全等于3dB的多芯光纖耦合開(kāi)關(guān)。下面的討論中，我們假定干涉臂是完全平衡的（也就是，他們長(zhǎng)度完全相等并且傳播常數(shù)也完全相同）。
　　對(duì)小型氣象站的M－Z方向耦合器開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，第二個(gè)非常重要的因素就是光電材料能夠在兩個(gè)臂實(shí)現(xiàn){0，π}二進(jìn)制相移。在一些可選的方案中，液晶由于同傳統(tǒng)的電光材料相比（如，GaAs，LiNbO3）有高的電光效應(yīng)，從而避免長(zhǎng)干涉長(zhǎng)度而更具吸引力。同時(shí)，他們?cè)诩夹g(shù)上同光纖兼容，盡管他們的開(kāi)關(guān)速度不是很快。然而，最近的研究表明，使用鐵電液晶材料（FLC）會(huì)提高開(kāi)關(guān)速度，從而使得這個(gè)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)安全和維護(hù)上具有競(jìng)爭(zhēng)力。這種方案通常是偏振敏感的，這是在通信領(lǐng)域中的缺點(diǎn)，因?yàn)樵诠獾膫鬏斶^(guò)程中控制偏振方向是困難的。但最近的研究方案建議使用大傾斜FLC材料作為半波片，這種材料對(duì)于偏振非常敏感的，能實(shí)現(xiàn)純粹的二進(jìn)制{0，π}相位延遲，以實(shí)現(xiàn)輸出的選擇。
　　光開(kāi)光在小型氣象站的農(nóng)業(yè)儀器領(lǐng)域中占有十分重要的地位，是全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部件，液晶光開(kāi)關(guān)以其響應(yīng)速度快，損耗小等優(yōu)勢(shì)將會(huì)在未來(lái)的光通訊領(lǐng)域占有非常中的地位。