[發(fā)明專利]一種具有反饋監(jiān)控結(jié)構(gòu)的2x2高速光纖開關(guān)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710306808.2
• 申請(qǐng)日: 2007-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN101216615A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金曉峰;劉文娟;章飛;冀軍;池灝;章獻(xiàn)民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/03
• 分類號(hào): G02F1/03;G02B6/35;G02B5/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種兩路交叉光纖開關(guān)，具體是涉及一種通過控制電光控制單元材料施加的電壓改變光偏振方向而實(shí)現(xiàn)光路快速切換的一種電光開關(guān)。

背景技術(shù)

光開關(guān)廣泛應(yīng)用于光通信領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)光在一個(gè)或多個(gè)輸入端口到一個(gè)或多個(gè)輸出端口之間的切換。2×2光開關(guān)具有兩個(gè)開關(guān)狀態(tài)，即輸入一端口到輸出一端口、輸入二端口到輸出二端口的直通狀態(tài)和輸入一端口到輸出二端口、輸入二端口到輸出一端口的交叉相聯(lián)狀態(tài)。2×2光開關(guān)及其組成的光開關(guān)陣列應(yīng)用廣泛，是組成光分插復(fù)用(OADM)以及光交叉連接(OXC)設(shè)備的關(guān)鍵器件。隨著光通信領(lǐng)域的發(fā)展，光開關(guān)的重要性日益突出。

傳統(tǒng)的光開關(guān)有機(jī)械式以及液晶光開關(guān)、磁光開關(guān)、電光開關(guān)等，機(jī)械式的開關(guān)速度慢，液晶光開關(guān)、磁光開關(guān)開關(guān)速度一般在毫秒微秒量級(jí)，而電光開關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到納秒量級(jí)。

電光開關(guān)是利用電光材料的電光效應(yīng)控制光偏振方向的變化實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。當(dāng)電光材料上不加電壓時(shí)，光通過電光控制單元偏振態(tài)不發(fā)生改變；當(dāng)電光材料上加半波電壓時(shí)，電光控制單元相當(dāng)于一個(gè)半波片，選定光軸方向可使光通過電光控制單元偏振方向發(fā)生90度的旋轉(zhuǎn)。然而鈮酸鋰(LiNbO₃)晶體、透明鐵電功能陶瓷等電光材料，由于其固有的特性(如制造時(shí)的差異、溫度環(huán)境等原因)將引起半波電壓偏離原有的值，導(dǎo)致對(duì)于光偏振態(tài)的改變發(fā)生偏移，從而引起光開關(guān)的信道串?dāng)_的增加，大大影響光開關(guān)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種開關(guān)串?dāng)_小，開關(guān)性能優(yōu)良的具有反饋監(jiān)控結(jié)構(gòu)的2×2高速光纖開關(guān)。

本發(fā)明的具有反饋監(jiān)控結(jié)構(gòu)的2×2高速光纖開關(guān)，其特征是在同一水平光路上依次設(shè)置第一雙折射晶體、第一λ/2波片組、第一偏振分束鏡、第一電光控制單元、第二雙折射晶體、第一分束棱鏡和第一光電探測(cè)器，在垂直于第一偏振分束鏡的偏振光反射光路上，沿反射光路依次設(shè)置第二電光控制單元、第三雙折射晶體、第二分束棱鏡和第二光電探測(cè)器，在垂直于第一分束棱鏡的反射光路上，沿反射光路依次設(shè)置第二偏振分束鏡、第三電光控制單元、第二λ/2波片和第四雙折射晶體，其中，第二偏振分束鏡與第二分束棱鏡處于同一水平光路，在該水平光路于第二偏振分束鏡的另一側(cè)依次設(shè)置第四電光控制單元、第三λ/2波片、第五雙折射晶體；所說的第一λ/2波片組由布置在光路方向橫截面的左上角和右下角兩片對(duì)角相連的λ/2波片組成，且每片λ/2波片的光軸方向與水平方向成45度夾角；所說的第二λ/2波片是裝置在光路方向橫截面的上半面，且光軸方向與水平方向夾角為45度角的λ/2波片；所說的第三λ/2波片是裝置在光路方向橫截面的下半面，且光軸方向與水平方向夾角為45度角的λ/2波片。

上述的第一、第二、第三、第四和第五雙折射晶體可以是釩酸釔或金紅石。

第一、第二偏振分束鏡可以采用對(duì)s偏振光反射，對(duì)p偏振光透射的分束鏡。

第一、第二、第三和第四電光控制單元可以采用鈮酸鋰晶體，或透明鐵電功能陶瓷材料，如PLZT、PMN-PT透明鐵電功能陶瓷材料。

所說的第一、第二分束棱鏡可以是與輸入光偏振態(tài)無關(guān)的對(duì)輸入光92％～98％反射，2％～8％透射的分束棱鏡。

所說的第一、第二光電探測(cè)器可以采用四象限光電探測(cè)器。

本發(fā)明具有的有益效果是：

本發(fā)明通過將分光鏡透射的少部分光用于反饋控制電光控制單元對(duì)于光偏振態(tài)的改變，大大減小光開關(guān)兩輸出端口信道之間的相互串?dāng)_，提高光開關(guān)性能，該光開關(guān)結(jié)構(gòu)具有器件結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、光信道與偏振無關(guān)、開關(guān)速度高、串?dāng)_小等優(yōu)點(diǎn)。可應(yīng)用于光通信、光傳感與儀器儀表等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是具有反饋監(jiān)控結(jié)構(gòu)的2×2高速光纖開關(guān)的構(gòu)成示意俯視圖；

圖2是各λ/2波片位置及光軸示意圖，其中a)為第一λ/2波片組，b)為第二λ/2波片，c)為第三λ/2波片。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。