[發(fā)明專利]一種基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的偏振不敏感光開關(guān)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910968438.1
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN110779440B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)堯成;陳敬業(yè);許弘楠
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B9/02
• 分類號(hào): G01B9/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊舟濤

本發(fā)明公開了一種基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的偏振不敏感光開關(guān)。本發(fā)明是具有TE或TM偏振的激光器光源信號(hào)通過I₁或I₂端口輸入，經(jīng)過3dB功分器將功率等分到馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的兩個(gè)路徑，這兩個(gè)路徑上都存在一個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器，通過偏振旋轉(zhuǎn)器將光信號(hào)的偏振轉(zhuǎn)化成與之垂直的偏振態(tài)，其中一個(gè)路徑上的相位調(diào)制器可以控制相位差，而后兩個(gè)路徑的光場在合束器上進(jìn)行干涉輸出。通過控制兩個(gè)路徑的相位差，可以選擇O₁或O₂任一端口輸出光信號(hào)。本發(fā)明提出的一種基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的偏振不敏感光開關(guān)是以片上光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，具有易于規(guī)模集成、成本低、能耗低等特點(diǎn)，能夠滿足高速、大容量光通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的偏振不敏感光開關(guān)。

背景技術(shù)

隨著高速率、大容量的光通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，大規(guī)模光傳送網(wǎng)絡(luò)的需求日益增長，其中光開關(guān)是光交換網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵器件之一，光開關(guān)可對光傳送路線進(jìn)行路由選擇，在空間上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)復(fù)用，也可實(shí)現(xiàn)對光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)倒換等，增加了光通信鏈路的靈活性、可重構(gòu)性。

CMOS工藝兼容的片上光波導(dǎo)可集成激光器和探測器，形成從光源到探測的一體化芯片，同時(shí)支持規(guī)模集成，推動(dòng)了系統(tǒng)的小型化發(fā)展。基于片上光波導(dǎo)的光開關(guān)具有易于大規(guī)模集成、功耗低、成本低等特點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用前景。基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的光開關(guān)具有帶寬大、消光比高、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，同時(shí)光通信鏈路具有偏振不敏感的要求，實(shí)現(xiàn)偏振不敏感的片上光開關(guān)具有非常重要的意義和實(shí)用價(jià)值。因此，基于光波導(dǎo)技術(shù)的馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)光開關(guān)具有較大的市場潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的偏振不敏感光開關(guān)。本發(fā)明采用的是馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光路由開關(guān)，并且采用偏振旋轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)偏振不敏感輸出，結(jié)合片上光波導(dǎo)易于集成、能耗低、成本低等優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)片上光開關(guān)的功能。

一種基于馬赫澤德干涉儀結(jié)構(gòu)的偏振不敏感光開關(guān)，包括輸入端口(1)、3dB功分器(2)、偏振旋轉(zhuǎn)器(3)、相位調(diào)制器(4)、合束器(5)、輸出端口(6)；激光器輸入光源具有TE或TM偏振的激光器光源信號(hào)通過I₁或I₂輸入端口(1)輸入，經(jīng)過3dB功分器(2)將功率等分到馬赫澤德干涉儀的兩個(gè)路徑，這兩個(gè)路徑上都存在一個(gè)偏振旋轉(zhuǎn)器(3)，通過偏振旋轉(zhuǎn)器將光信號(hào)的偏振轉(zhuǎn)化成與之垂直的偏振態(tài)，且其中一條路徑上還設(shè)置有兩個(gè)相位調(diào)制器(4)，兩個(gè)相位調(diào)制器(4)分別設(shè)置在偏振旋轉(zhuǎn)器(3)的輸入和輸出端,該路徑上的相位調(diào)制器(4)能夠控制相位差；之后兩個(gè)路徑的光場在合束器(5)上進(jìn)行干涉輸出,通過控制兩個(gè)路徑的相位差，可以選擇O₁或O₂任一輸出端口(6)輸出光信號(hào)。

所述的輸入口(1)連接激光器光源，光源可具有片上集成的特點(diǎn)，其后連接3dB功分器(2)。

所述3dB功分器(2)，具有偏振不敏感的性能，能夠?qū)⑤斎牍獾确种羶蓚€(gè)路徑，路徑上存在偏振旋轉(zhuǎn)器(3)和相位調(diào)制器(4)。

所述的偏振旋轉(zhuǎn)器(3)能夠?qū)⑤斎刖€偏振光旋轉(zhuǎn)至與之垂直的線偏振光，并且兩個(gè)路徑上都存在此偏振旋轉(zhuǎn)器(3)，偏振旋轉(zhuǎn)后的光場在合束器(5)中干涉，可以實(shí)現(xiàn)輸出光譜的偏振不敏感。

所述馬赫澤德干涉儀的其中一個(gè)路徑上放置兩個(gè)相位調(diào)制器(4)，所述的相位調(diào)制器(4)在偏振旋轉(zhuǎn)器(3)的輸入輸出端均有放置,此路徑上的相位變化的表達(dá)式如下：