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Es gibt viele Leistungsparameter für optische Schalter, wie z. B. schnelle Schaltgeschwindigkeit, hohe Isolation, geringe Einfügungsdämpfung, Polarisationsunempfindlichkeit und Zuverlässigkeit. Auch die verschiedenen Bereiche seiner Anforderungen variieren. Das Schutzschaltsystem, das in traditionellen optischen mechanischen Schaltern seiner Art verwendet wird, hat in den letzten Jahren die rasante Entwicklung eines neuen Typs optischer Schalter vorangetrieben, wie zum Beispiel: thermooptische Schalter, LCD-Schalter, optische Schalter, Ton- und Lichtschalter, optische MOEMS-Schalter (MOEMS, mikrooptische elektromechanische Systeme), Blasenschalter oder dergleichen. Im Bereich der ultraschnellen optischen Kommunikation sind Mach-Zehnder-Interferometer (Maeh-Zehnder) mit optischen Schaltern, nichtlinearen Schleifenspiegeln (NOLM Nonlinear Optical Fiber Loop Mirrors), Lichtschaltern und Lichtsteuerschaltern erhältlich.
1.Mechanischer optischer Schalter
Herkömmliche mechanische optische Schalter funktionieren: Durch die Kraft der Wärme, elektrostatisch, rotierender Mikrospiegel, wird das Licht direkt zum Ausgang gesendet oder zum Ausgang reflektiert. Es zeichnet sich durch eine relativ langsame Schaltgeschwindigkeit, einen guten Preis und Marktaussichten in vielen Bereichen aus, aber sperrige und nicht einfach zu skalierende Integrationsmängel schränken seine Anwendung im zukünftigen Bereich der optischen Kommunikation ein. Auf dieser Grundlage wurde in den letzten Jahren ein schnell entwickelter optischer MOEMS-Schalter entwickelt, bei dem es sich um die Kombination eines neuen Schalters aus mikroelektromechanischen Systemen und herkömmlicher optischer Technologie handelt, insbesondere solchen mit dem Datenformat des optischen Signals und transparent, mit der Polarisations- Unabhängig, Differenzverlust ist klein, gute Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit, einfacher integrierter Vorteil.
2. Elektrooptischer Effektschalter
Optischer Schalter des elektrooptischen Effekts und mehr durch photoelektrisches kristallines Material (wie LiNbO3 oder anderes Halbleitermaterial) Wellenleitermaterial, zwei mit Wellenleitern verbundene MZ-Interferometerstruktur, die angelegte Spannung kann den Brechungsindex des Wellenleitermaterials ändern, um dadurch das zu steuern Phasenunterschied der Arme, Interferenzeffekte des optischen Ausschaltens. Es zeichnet sich durch eine schnelle Polarisierung und höhere Kosten aus. Für den 3dB-Koppler erfüllen die beiden Lichtwellengleichungen die Modenkopplung, so dass die Ausbreitungskonstanten der beiden optischen Wellenleiter gleich sind, B0 = 0, am Ausgangsanschluss des 3dB-Kopplers 2 wird Folgendes erhalten:
|A3|2=|A0|2sin2(Ф/2)
|B32=|A0|2cos2(Ф/2)
In der Gleichung A0, B0 – Amplitude der Eingangslichtwelle; A3, B3 – Amplitude der Ausgangslichtwelle; Ф – Lichtwellenphase.
3.Lichtsteuerschalter
Jetzt ausgereiftere Modelle: die Herstellung rein optischer Schalter basierend auf dem NOLM-Prinzip und nichtlinearen SOA-Effekten (wie XPM: Kreuzphasenmodulation). Sie werden nicht nur für den ultraschnellen Schaltaustausch verwendet, sondern auch für die rein optische Signalregeneration und die ultraschnelle Wellenlängenumwandlung ist eine vielversprechende rein optische Schalttechnologie.
SOA ist jeweils in den beiden Armen des MZ-Interferometers, dem Schalter zur Steuerung des Impulsinjektionsarms, angeordnet. Impulsänderungen führen zu einer Änderung des Brechungsindex des SOA, was zu einer Änderung der Armverzögerung △ Ф führt, das heißt: △Ф = -(2π/l )(dn/dN)(τe/[1+(wτe)2]1/2L×Vg×g×△S×cos(wτ-q)
Wobei L – die Signalwellenlänge; dn/dN- Brechungsindex legt das Ausmaß der Änderung der Trägerdichte fest; L-SOA-Hohlraumlänge; die Lebensdauer des τe-Trägers; VG-Gruppengeschwindigkeit; g-Verstärkungskoeffizient; △ die S-Amplitude der Trägerdichte ändert sich; die Phasenverzögerung zwischen der Änderung und dem Modulationssignal der Q-Trägerdichte.
Schlagwörter: Lichtschalter, mechanischer optischer Schalter, optische Schalter
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