Un dispositivo utilizzato nei sistemi di comunicazione ottica, un circolatore ottico è costruito per far passare la luce da una fibra ottica all’altra. Il movimento avviene nella stessa direzione in cui viaggia la luce, dalla prima porta alla seconda, o dalla seconda alla terza porta. La maggior parte di questi dispositivi ha tre porte e i raggi di luce in ingresso non possono tornare ad altre porte, il che significa che il dispositivo non è reciproco. Questi dispositivi ottici vengono utilizzati per far passare la luce da un collegamento di comunicazione in fibra unidirezionale a uno duplex e anche in strumenti di test ottici come riflettometri ottici nel dominio del tempo.
Un circolatore ottico è simile a un isolatore ottico in quanto viene utilizzato per far avanzare la luce, sebbene un isolatore funzioni anche per impedire al raggio di luce di invertire la direzione. Di solito c’è una certa perdita di energia luminosa nell’isolatore, ma il circolatore dirige tutta la luce alla porta di uscita e nella fibra ottica successiva. I circolatori ottici in genere hanno tre porte, ma molte applicazioni ne richiedono solo due, quindi possono essere costruiti per bloccare qualsiasi luce che colpisce la terza porta.
I raggi di luce in questi dispositivi possono essere reindirizzati utilizzando componenti come un rotatore di Faraday. Un polarizzatore spaziale walk-off divide la luce in fasci orizzontali e verticali. La luce passa anche attraverso una piastra a semionda e tutti i componenti del circolatore passano il raggio verso la porta di uscita. I raggi luminosi separati nel circolatore ottico vengono ricombinati prima di raggiungere la porta di uscita da un cubo divisore di fascio polarizzante e un prisma riflettore, che condizionano la luce per la continuazione attraverso la fibra successiva.
Quando un circolatore ottico viene utilizzato in un sistema di comunicazione, gli ingegneri non devono utilizzare la serie di trasmettitori, ricevitori e amplificatori che altrimenti sarebbero necessari. È un componente più costoso ma sono necessarie meno parti e anche l’infrastruttura in fibra ottica risulta più semplice e affidabile. Se necessario, nello stesso dispositivo possono essere integrati un circolatore, un trasmettitore e un ricevitore.
Un sistema in fibra ottica è inoltre reso più efficiente perché il circolatore ottico riduce al minimo la perdita di luce. Il raggio va in una direzione con separazione effettiva dei segnali in entrata e in uscita. I sistemi con isolatori e divisori di fascio tendono a drenare parte dell’energia della luce. Un circolatore ottico è però un mezzo efficiente per veicolare un segnale luminoso e rende più economica la progettazione dei sistemi di comunicazione.