[實用新型]一種空間雙相全光開關(guān)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020370970.1
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN212112073U
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付詩雯;楊德新;韓靜;程雪梅;任兆玉
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/01;G01J1/42
• 代理公司: 東莞市科安知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44284
• 代理人: 曾毓芳

本實用新型提出一種空間雙相全光開關(guān)裝置，所述裝置包括：第一激光器、第一半波片、第一偏振分光立方體、斬波器、第二偏振分光立方體、第二半波片、聚焦透鏡、第三偏振分光立方體、石墨烯非線性光學(xué)單元、第一反射鏡、第三半波片、第二反射鏡和第四偏振分光立方體，所述石墨烯非線性光學(xué)單元位于第三偏振分光立方體和第四偏振分光立方體之間。本實用新型創(chuàng)新的在一個光路系統(tǒng)下，通過調(diào)節(jié)泵浦功率實現(xiàn)了探測信號光的同相以及異相調(diào)制，達到空間雙相全光開關(guān)目的，并通過將泵浦激光束和探測激光束以共線反向傳輸方式入射至石墨烯非線性光學(xué)單元，能夠方便的將調(diào)制光引出光路系統(tǒng)，促進了全光開關(guān)在全光通信中的應(yīng)用，具有廣闊市場前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空間雙相全光開關(guān)裝置。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對于信息的需求也日益增加，導(dǎo)致通信信息量呈指數(shù)級增長，人們對信息傳輸和處理速度的需求永無止境，需求決定技術(shù)飛躍。在現(xiàn)有的信息處理系統(tǒng)里，盡管信息是通過光信號在光纜中實現(xiàn)遠距離大容量的傳送，但是每個節(jié)點都要進行E-O-E轉(zhuǎn)換，由于在光電信號的轉(zhuǎn)換過程中，電光調(diào)制器和光電探測器由于調(diào)制和探測速率的受限，處理速度遠低于傳輸速度，通俗地，我們將這一限制稱之為“電子瓶頸”。因此人們提出了“全光通信”的概念，即信息的傳輸和交換全部在光域，避免E-O-E轉(zhuǎn)換，繞開電子瓶頸，它還有高可靠、大容量和寬帶寬等優(yōu)點。

全光開關(guān)，作為全光通信的重要部分，引起了研究者廣泛的關(guān)注，從已經(jīng)報道出來的實驗我們不難發(fā)現(xiàn)，研究者們通過多種不同的材料，如銣原子蒸汽、CdSe量子點、單光子等來實現(xiàn)全光開關(guān)，但普遍具有成本高昂、制備困難或性能欠佳等缺點。石墨烯，一種典型的二維材料，零帶隙的線性能帶結(jié)構(gòu)使得任意波長的光子都能被吸收，超強的載流子帶間和超快的弛豫過程使得石墨烯具有極快的光調(diào)制速率。現(xiàn)有技術(shù)利用石墨烯的光熱以及熱光效應(yīng)引起微光纖環(huán)形腔共振波長的變化來實現(xiàn)光的開關(guān)，但是因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備難度大無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用；現(xiàn)有技術(shù)也有利用石墨烯光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)來實現(xiàn)全光開關(guān)，但是因為是將石墨烯嵌入到精細調(diào)制的諧振腔內(nèi)部，需要過程極其的精細并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由此可見，現(xiàn)有全光開關(guān)普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備困難、功能簡單的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型基于上述現(xiàn)有技術(shù)問題，提出一種全新的空間雙相全光開關(guān)裝置，所述裝置在一個光路系統(tǒng)下，通過調(diào)節(jié)泵浦功率實現(xiàn)了探測信號光的同相以及異相調(diào)制，達到空間雙相全光開關(guān)目的，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種空間雙相全光開關(guān)裝置，包括：第一激光器1、第一半波片2、第一偏振分光立方體3、斬波器4、第二偏振分光立方體5、第二半波片6、聚焦透鏡7、第三偏振分光立方體8、石墨烯非線性光學(xué)單元9、第一反射鏡10、第三半波片11、第二反射鏡12和第四偏振分光立方體13；其中第一激光器1、第一半波片2、第一偏振分光立方體3、斬波器4、第二偏振分光立方體5、第二半波片6、聚焦透鏡7、第三偏振分光立方體8、石墨烯非線性光學(xué)單元9和第四偏振分光立方體13位于同一直線光路上，其中第一反射鏡10、第三半波片11和第二反射鏡12位于另一平行直線光路上；且其中由第一激光器1和第一半波片2組成激光輸入單元，由第一偏振分光立方體3、斬波器4、第二偏振分光立方體5、第二半波片6、聚焦透鏡7和第三偏振分光立方體8組成泵浦光路單元，用于產(chǎn)生沿第一方向傳輸?shù)谋闷旨す馐挥傻谝黄穹止饬⒎襟w3、第一反射鏡10、第三半波片11、第二反射鏡12和第四偏振分光立方體13組成探測光路單元，用于產(chǎn)生與第一方向反向共線傳輸?shù)奶綔y激光束；所述石墨烯非線性光學(xué)單元9位于所述第三偏振分光立方體8和第四偏振分光立方體13之間。

進一步的根據(jù)本實用新型所述的空間雙相全光開關(guān)裝置，其中所述探測激光束和泵浦激光束以共線反向傳輸方式共同入射至石墨烯非線性光學(xué)單元9中，并在其中經(jīng)非線性作用而產(chǎn)生同相與異相光開關(guān)調(diào)制信號，且所產(chǎn)生的光開關(guān)調(diào)制信號經(jīng)第三偏振分光立方體8反射輸出。