[實(shí)用新型]一種基于MHD控制的光開(kāi)關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520963111.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205374808U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛鳳蘭;萬(wàn)靜;吳凌尋;胡健;張偉;府燕君;黃一夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/35
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/35
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于MHD控制的光開(kāi)關(guān)，屬于光通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光開(kāi)關(guān)是光交換的核心器件，也是影響光網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素之一。光開(kāi)關(guān)作為新一代全光聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵器件，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)光層面上的路由選擇、波長(zhǎng)選擇、光交叉連接和自愈保護(hù)等功能。在全光網(wǎng)中，光分插復(fù)用器件(OADM)和光交叉連接(OXC)是不可缺少的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，而光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列則是這些設(shè)備中的核心器件。但是，目前的光開(kāi)關(guān)除了MEMS等少數(shù)類(lèi)型的光開(kāi)關(guān)以外，現(xiàn)存光開(kāi)關(guān)的交換容量總是有限，而且很難制成大陣列，因?yàn)镸EMS光開(kāi)關(guān)本身在抗機(jī)械摩擦、磨損或震動(dòng)等方面存在很多不足之處。而本實(shí)用新型能夠很好地解決上面的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)存光開(kāi)關(guān)磨損大、能耗高、響應(yīng)速度慢等問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種基于MHD(即：電磁流體動(dòng)力學(xué))控制的光開(kāi)關(guān)，該光開(kāi)關(guān)將MHD微流控驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代光通信技術(shù)中，利用氣/液的流體特性，來(lái)控制光束的全透射和全反射，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光開(kāi)關(guān)的“開(kāi)”和“關(guān)”動(dòng)作，具有良好的操控性和適應(yīng)性。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種基于MHD控制的光開(kāi)關(guān)，該光開(kāi)關(guān)是采用三層結(jié)構(gòu)；

第一層為蓋板1，蓋板上留有兩個(gè)電極接線小孔2以及與儲(chǔ)液管9連接的注液孔3；

第二層為方形透明介質(zhì)層4，包括4個(gè)條形波導(dǎo)5、6、11、12、儲(chǔ)液管9、流道13及MHD驅(qū)動(dòng)微泵，該MHD驅(qū)動(dòng)微泵包括電極8、電極接線頭10和流道13正下方的強(qiáng)永磁鐵7；

第三層為平板基底14，包括放置強(qiáng)永磁鐵的凹槽15。

本實(shí)用新型的蓋板1的下表面與方形透明介質(zhì)層4的上表面，以及方形透明介質(zhì)層4的下表面與平板基底14的上表面都是通過(guò)等離子輔助鍵合方式連接。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的流道13位于方形透明介質(zhì)層4的對(duì)角線上，流道13中的一端密封有空氣，另一端填充液體并與儲(chǔ)液管9相連，其中所述液體是通過(guò)蓋板1上的注液孔3向儲(chǔ)液管9注液的；

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的流道13的上端采用彈性薄膜密封，其中，所述液體是與方形透明介質(zhì)層4折射率相同或相近的匹配液。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的MHD驅(qū)動(dòng)微泵的電極8的兩個(gè)接線頭10通過(guò)電極接線小孔2引出，與外電源相接，通過(guò)控制加載在電極8上的電壓驅(qū)動(dòng)液體流動(dòng)來(lái)控制匹配液在流道13中的位置，進(jìn)而控制光束的全透射和全反射，實(shí)現(xiàn)光開(kāi)關(guān)的“開(kāi)”和“關(guān)”動(dòng)作。

有益效果：

1、本實(shí)用新型是將MHD微流控驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于光開(kāi)關(guān)之中，通過(guò)電控實(shí)現(xiàn)光開(kāi)關(guān)的開(kāi)和關(guān)，其具有良好的操控性和適應(yīng)性，驅(qū)動(dòng)微流體的電壓低和能耗低，且響應(yīng)速度快、機(jī)械磨損小，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

2、本實(shí)用新型由于未使用電機(jī)等復(fù)雜器件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而制作成本、生產(chǎn)工藝大大降低，具有重要的技術(shù)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，能夠在光通信領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1(a、b、c)為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖,其中圖1(a)為本實(shí)用新型的第一層，圖1(b)為第二層，圖1(c)為第三層。

標(biāo)識(shí)說(shuō)明：1-蓋板；2-電極接線小孔；3-注液孔；4-方形透明介質(zhì)層；5、6、11、12-條形波導(dǎo)；7-強(qiáng)永磁鐵；8-電極；9-儲(chǔ)液管；10-電極接線頭；14-平板基底；15-強(qiáng)永磁鐵的凹槽。

圖2為光開(kāi)關(guān)波導(dǎo)層俯視圖。

標(biāo)識(shí)說(shuō)明：4-方形透明介質(zhì)；5、6、11、12-條形波導(dǎo)；7-強(qiáng)永磁鐵；8-電極；9-儲(chǔ)液管；10-電極接線頭。

圖3為MHD驅(qū)動(dòng)微泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)識(shí)說(shuō)明：4-方形透明介質(zhì)；7-強(qiáng)磁鐵；8-電極；10-電極接線頭；13-流道。

圖4為MHD驅(qū)動(dòng)原理示意圖。

圖5、圖6為基于MHD控制的光開(kāi)關(guān)工作原理示意圖。

其中，圖5為光束全部透射，即光開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”狀態(tài)；圖6為光束全反射，即光開(kāi)關(guān)處于“關(guān)”狀態(tài)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。