[發(fā)明專利]多路對多路無阻塞機械光開關

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01126914.6
• 申請日: 2001-09-28
• 公開（公告）號: CN1338650A
• 公開（公告）日: 2002-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 方祖捷;陳高庭;董作人;蔡海文
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 李蘭英

技術領域：

本發(fā)明是一種多路對多路(N×N)的無阻塞機械光開關，主要應用于光纖通信全光交叉連接的多路輸入光束對多路輸出光束((N×N)的光開關系統(tǒng)，以及其他用于光路切換的光開關系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)代光纖通信技術正在向著全光網(wǎng)絡系統(tǒng)方向發(fā)展。全光網(wǎng)絡的規(guī)模不斷擴大，在一個結點中交換的光路數(shù)量，從幾路到數(shù)十路，到數(shù)百路，以至于大于1000路光纖。全光交叉連接(OXC)是組成不同規(guī)模全光網(wǎng)的關鍵器件，起著十分重要的作用。在自愈光網(wǎng)中，當光器件和光纜由于種種原因發(fā)生阻斷時，光開關是保證通信線路切換到保護環(huán)路的關鍵器件。在光器件的大批量生產(chǎn)和安裝中，也需要光開關切換光路，以提高器件和光路檢驗的效率。在許多光器件模塊和光端機子系統(tǒng)中，光開關是提高器件和機器性能，增加功能的必備元件。在光網(wǎng)系統(tǒng)中也需要光開關實時采集系統(tǒng)各處的運行信息，以便進行網(wǎng)絡管理監(jiān)控。

在各種光開關中，機械光開關技術成熟、穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)良。是現(xiàn)在通信系統(tǒng)中大量采用的光開光。為了降低成本、縮小體積、增加開關路數(shù)、提高速度等性能，機械光開關在技術上仍在不斷發(fā)展。尤其是在多路對多路的光開關，與一路對多路的光開關相比，動作單元的數(shù)量很大。N×N的光開關，就需要N²個動作單元。這就大大增加了器件的成本，降低了開關速率，還降低了可靠性。而且，要實現(xiàn)N×N光開關的嚴格無阻塞運行，需要采用十分復雜的結構。一個N×N的光開關，有N！種不同的通路排列。對于較大的N，這是一個巨大的數(shù)字。在先技術[1](參見文獻IEEE?PHOTONICSTECHNOLOGY?LETTERS，Vol.10，No.6，June?1998，pp.810-812)報道，采用熱光控制波導馬赫—曾德干涉儀，實現(xiàn)了16×16嚴格無阻塞光開關。該器件十分復雜。而且，由于是干涉型的器件，對于工作波長有嚴格的要求，不是一個寬帶的開關。在先技術[2]，專利CN1257211A提出一種4×4光開關矩陣，可以實現(xiàn)無阻塞運行。但是需要采用16個直角棱鏡反射器和相應的驅(qū)動器。在先技術[3]，專利ZL95195064采用樹形分路和單路門開關的方式，實現(xiàn)1×N光開關。再用1×N光開關，組合成N×N光開關。該器件從原理上看插入損耗很大，驅(qū)動單元數(shù)量很多。在實施中該種N×N機械光開關，還沒有發(fā)現(xiàn)能實現(xiàn)嚴格無阻塞、而驅(qū)動單元數(shù)小于N平方的技術方案。

上述在先技術中的機械光開關，一個反射鏡通常只能切換一路光束，只能實現(xiàn)1×2的光開關。其中采用的平面反射鏡，一般是在玻璃平板的一個表面上蒸鍍高反射膜制成的，如圖1所示。圖中表面01為高反面，表面02不鍍膜或鍍增透膜。這樣，在反射鏡插入光路后，光線會發(fā)生一定的位移。從光的折射定律，用圖1所示符號，可以得到光線的平移量為： t = d sin α ( 1 - cos α n 2 - sin 2 α ) ]]>

在入射角為45度時，即α＝45°， t = d 2 ( 1 - 1 2 n 2 - 1 ) ]]>