[發明專利]集成在一根光纖中的雙芯光纖開關

有效

• 申請號: 201010186844.1
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101859034A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 苑立波;田鳳軍;劉志海
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G02F1/035
• 分類號: G02F1/035;G02B6/02;G02B6/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種光纖開關。屬于光纖通信領域。

背景技術

光開關是一種具有一個或多個傳輸端口，可對光傳輸線路或集成光路中的光信號進行相互轉換或邏輯操作的器件。現在，以DWDM為基礎的全光網絡已成為電信網絡中的發展方向，不同波長的光信號在網絡中要實現路由選擇必然要采用光開關，它可以實現光束在時間、空間、波長上的切換，在光網絡中有許多應用場合，是光通信、光計算機、光信息處理等光信息系統的關鍵器件之一。

光開關目前大體可分為傳統的機械光開關和新近研究的非機械光開關兩大類。機械光開關的發展最為成熟，它具有插入損耗低、偏振無關、串擾小等優點。不足之處是開關時間長，一般為毫秒量級，與要求的微秒和納秒量級相差甚遠；體積大，有的還存在回跳抖動和重復性較差等問題。非機械光開關一般是利用材料的電光、聲光、熱光和磁光等效應研制而成，相對機械式光開關來說，他們具有較高的開關速度，一般可達到微妙量級甚至納秒量級，可以實現高密度集成，可以應用于未來的集成光交換和光電子交換系統。不足之處是插入損耗稍大、隔離度低。

近年來，光開關的研究與開發采用了很多新技術、新機理和新材料，并隨著多芯光纖技術的快速發展，出現了多種高集成度全光纖開關，如哈爾濱工程大學光子科學與技術研究中心公開的一種基于雙芯光纖的纖內光開關(參見Proc.of?SPIE?Vol.6838，68380F，2007)，但由于其采用微位移平板和懸臂梁結構進行光開關的切換，導致光纖開關速度慢，體積也未能得到減小。此外，北京大學物理學院還公開了一種雙芯光纖極化光開關(參見第十二屆全國化合物半導體材料、微波器件和光電器件學術會議論文集)，但由于其采用雙芯光纖側面拋光技術和自聚焦透鏡方法，增加了制造成本和制造工藝的復雜性，并降低了光纖開關的集成度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不僅具有偏振保持功能，且制造成本低廉、無運動件、開關速度快、穩定性好、集成度高、串擾小、插入損耗小和體積小的集成在一根光纖中的雙芯光纖開關。

本發明的目的是這樣實現的：

包括輸入端、電光調制端和輸出端；輸入端為入射光纖；電光調制端包括熔嵌式中空雙芯保偏光纖、金屬陽極、金屬陰極、直流壓源和雙芯光纖拉錐耦合區，熔嵌式中空雙芯保偏光纖一端與入射光纖熔接耦合，熔嵌式中空雙芯保偏光纖另一端經過熔融拉錐形成雙芯光纖拉錐耦合區，金屬陽極封閉在熔嵌式中空雙芯保偏光纖中，金屬陰極位于熔嵌式中空雙芯保偏光纖外，金屬陽極與金屬陰極分別位于熔嵌式中空雙芯保偏光纖中一個纖芯的兩側，直流電源連接在金屬陽極與金屬陰極之間；雙芯光纖拉錐耦合區的另一端為輸出端，輸出端包括第一輸出端口和第二輸出端口。

本發明的實質性效果是：

1.雙芯光纖采用熔嵌式中空雙芯保偏光纖結構，具有保偏功能，且容易實現微金屬電極的制備。

2.在雙芯光纖與入射光纖熔接耦合過程中，熔嵌式中空雙芯保偏光纖的中空處會自然熔實，雙芯間距很近便于實現3db的1x2光纖熔接耦合，且可滿足對光波長的無選擇性。

3.整個光纖開關集成在一根光纖中，具有穩定性好、集成度高、串擾小和插入損耗低的特點。

4.采用電光調制方法進行光纖開關光路切換，具有無運動件、開關速度快的優點。

5.采用公知的光纖熔接耦合技術、光纖熔融拉錐技術和獨特的微金屬電極技術制備集成在一根光纖中的雙芯光纖開關，制備方法簡單、成本低廉、可批量生產。

附圖說明

圖1是集成在一根光纖中的1x2雙芯光纖開關示意圖。

圖2是集成在一根光纖中的1x2雙芯光纖開關計算機仿真結果圖。

圖3是輸出端為普通實心雙芯光纖的集成在一根光纖中的1x2雙芯光纖開關示意圖。

圖4是入射光纖與雙芯光纖熔接耦合示意圖。

圖5是熔嵌式中空雙芯保偏光纖端面實物圖。

圖6是集成在一根光纖中的1x1雙芯光纖開關示意圖。

圖7是集成在一根光纖中的1x1雙芯光纖開關計算機仿真結果圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

實施例1

如圖1所示，一種集成在一根光纖中的1x2雙芯光纖開關。