Un reticolo a guida d’onda schierato viene utilizzato nei sistemi di trasmissione in fibra ottica per consentire a una singola fibra ottica di trasportare più canali o bande di comunicazione. I cavi in fibra ottica utilizzano fibre di vetro molto sottili per trasmettere segnali luminosi contenenti comunicazioni vocali o dati. Alla fine del XX secolo, la fibra ottica ha rapidamente ampliato la velocità e la quantità di dati che potevano essere trasferiti su reti telefoniche, televisive e informatiche e ha iniziato a sostituire le reti cablate o coassiali.
La luce passa attraverso i cavi aerei o in fibra come una serie di onde, in modo simile alle onde nell’acqua. Il principio della diffrazione della luce, in cui la luce che passa attraverso fibre di lunghezze leggermente diverse esce con fasi o angoli leggermente diversi, è la base per un reticolo a guida d’onda disposto. La luce esce da ciascuna delle fibre nella guida d’onda in un punto leggermente diverso dell’onda perché ogni fibra ha una lunghezza diversa e la luce impiega più o meno tempo per percorrere la sua lunghezza. Quando queste frequenze fuori fase interagiscono, creano uno schema di diffrazione, che è una serie di segnali luminosi equidistanti, ciascuno con la propria frequenza.
Diverse frequenze del segnale luminoso vengono utilizzate per diverse bande di comunicazione e il reticolo della guida d’onda a schiera viene utilizzato per combinare o multiplexare queste singole bande in un singolo cavo in fibra. Questa tecnologia è denominata multiplexing a divisione di lunghezza d’onda (WDM) e consente di combinare molte conversazioni o flussi di dati. Il processo può essere invertito all’altra estremità di una linea di trasmissione, con i segnali combinati separati in una guida d’onda demultiplazione.
Ci sono poche parti in un reticolo di guida d’onda schierato. Il cavo in fibra in ingresso è collegato a una zona di miscelazione, con più cavi in fibra. La guida d’onda disposta è allineata in fila all’altra estremità della zona. All’estremità opposta c’è una zona di raccolta o messa a fuoco in cui le diverse lunghezze d’onda o canali sono separati dalla diffrazione ed entrano in più cavi in fibra.
Un problema con la tecnologia del reticolo a guida d’onda è che è influenzata dalla temperatura. Quando le temperature aumentano o diminuiscono, le fibre ottiche cambiano lunghezza di quantità molto piccole. Questi cambiamenti di vista possono cambiare il modello di diffrazione che lascia il reticolo e causare una perdita di qualità del segnale. Le prime guide d’onda venivano riscaldate per mantenere una temperatura artificiale al di sopra della normale temperatura ambiente o esterna per prevenire la perdita di segnale, ma causavano costi operativi aggiuntivi.
Nel 21° secolo sono stati sviluppati reticoli non riscaldati per guide d’onda che utilizzano guide d’onda con compensazione della temperatura. Un sistema non riscaldato utilizza strisce di rame collegate alla zona di messa a fuoco che si muovono leggermente al variare della temperatura. Questo può essere calibrato per mantenere le frequenze luminose focalizzate nella posizione corretta affinché le fibre ottiche in uscita raccolgano i segnali.