一种新型全光开关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型全光开关装置，包括信号光源、光折变晶体、第一聚焦元件、遮光元件、第二聚焦元件、目标物和控制光源，所述信号光源用于向光折变晶体发出信号光，所述控制光源用于向光折变晶体发出控制光，所述光折变晶体、第一聚焦元件、遮光元件、第二聚焦元件和目标物沿信号光的传播方向依次布置。本发明专利技术所公开的新型全光开关装置，通过改变控制光的有无，就可以实现信号光的偏转，进而可以控制开关的状态。针对现有开关技术工艺复杂等问题，本装置采用全光结构进行控制，具有结构简单，响应速度快，易于集成等特点，可对光路起到快速切换的功能，以此来大幅减小开关速度。

A new all-optical switch device

【技术实现步骤摘要】
一种新型全光开关装置
本专利技术涉及光开关领域，特别涉及一种新型全光开关装置。
技术介绍
现今社会信息，通讯技术迅速发展，传统的电子元件中由于电子传输本身具有的局限性而很难满足网络带宽发展需求。相比之下基于光波的信息传输、光通信技术克服了电子传输的诸多不足，其中光开关作为全光交换的核心元件，是光通信与光信息处理
研究的热点和难点之一。现有的传统光开关大多采用热效应、磁光效应或者电光效应实现光束的选通或关闭，开关速度无法进一步突破。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种新型全光开关装置，是基于光折变晶体的光折变效应设计的全光开关装置，本装置利用光折变晶体的光折变效应来实现对光的传输路线或者集成光路的光信号进行物理切换，具有结构简单，响应速度快，易于集成等优点。本专利技术的目的采用以下技术方案实现：一种新型全光开关装置，包括信号光源、光折变晶体、第一聚焦元件、遮光元件、第二聚焦元件、目标物和控制光源，所述信号光源用于向光折变晶体发出信号光，所述控制光源用于向光折变晶体发出控制光，所述光折变晶体、第一聚焦元件、遮光元件、第二聚焦元件和目标物沿信号光的传播方向依次布置。通过采用上述技术方案，利用光折变晶体所产生的光折变效应，利用控制光照射光折变晶体，对信号光的传输路线进行物理切换，巧妙设置遮光元件对光路进行遮挡，实现开关关闭，而无控制光射入光折变晶体时，信号光通过光折变晶体后，经过第一聚焦元件，遮光元件，第二聚焦元件，到达目标物，实现开关开启。<br>作为本专利技术的进一步改进，所述的遮光元件位于第一聚焦元件的焦平面处。通过采用上述技术方案，遮光元件位于第一聚焦元件的焦平面，一方面，在信号光未发生偏转时，有利于信号光穿过遮光板，而若信号光发生偏转，则处于该位置的遮光元件能有效地对信号光进行遮挡。作为本专利技术的进一步改进，所述的遮光元件上开设有可供信号光穿过的通孔。通过采用上述技术方案，通孔的设置，有利于信号光的穿过。而其他地方，可对信号光进行遮挡。作为本专利技术的进一步改进，所述通孔处于第一聚焦元件的焦点位置处。通过采用上述技术方案，信号光若未发生偏转，则在第一聚焦元件的聚焦后，会巧妙地从焦点位置处的通孔中穿过。从而经第二聚焦后到达目标物，实现开关开启。作为本专利技术的进一步改进，所述通孔位于遮光元件的中心位置处。通过采用上述技术方案，有利于各部件的同心设置，可有利于光路的传播。作为本专利技术的进一步改进，所述信号光单独入射光折变晶体时，信号光的光路为依次经过第一聚焦元件、遮光元件中的通孔、第二聚焦元件，到达目标物。通过采用上述技术方案，无控制光的作用时，信号光可高效地到达目标物，实现开关开启。作为本专利技术的进一步改进，所述信号光和控制光同时照射光折变晶体时，信号光的光路经过光折变晶体后偏转，经过第一聚焦元件聚焦后，到达遮光元件上的非通孔处，被遮光元件遮挡。通过采用上述技术方案，控制光可控制信号光经光折变晶体后产生偏转，从而使信号光不能通过遮光元件。作为本专利技术的进一步改进，沿信号光传播方向，所述的第二聚焦元件与遮光元件之间的距离为第二聚焦元件的焦距。通过采用上述技术方案，信号光若通过遮光元件上的通孔，则第二聚焦元件距离遮光元件之间为第二聚焦元件的焦距，有利于信号光通过第二聚焦元件后还原为原始的经光折变晶体后的信号光，有利于高效触发开关。作为本专利技术的进一步改进，所述控制光源向光折变晶体发出的控制光的传播方向垂直于所述信号光源向光折变晶体发出的信号光的传播方向。通过采用上述技术方案，有利于控制光对光折变晶体进行照射，以对信号光进行偏转控制。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过改变控制光的有无，就可以实现信号光的偏转，进而可以控制开关的状态。本专利技术的新型全光开关装置同时具有以下优点：1、采用光折变晶体对光的偏转实现光的开关动作，响应时间快；2、本装置采用全光控制光的开关状态，无需外加任何电场，磁场等，故操作简单，易于集成；3、装置结构简单，稳定性好，整套装置只需要少数的光学元件即可实现光的开关过程，结构简单，稳定性好。附图说明图1为本专利技术提供的一种新型全光开关装置在开关开启状态下的原理示意图；图2为本专利技术提供的一种新型全光开关装置在开关关闭状态下的原理示意图。图中：1、信号光源；2、光折变晶体；3、第一聚焦元件；4、遮光元件；5、第二聚焦元件；6、目标物；7、控制光源；8、信号光；9、控制光。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“右”、“上”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本实施例提供一种新型全光开关装置，参阅图1和图2，包括信号光源1、光折变晶体2、第一聚焦元件3、遮光元件4、第二聚焦元件5、目标物6和控制光源7，所述信号光源1用于向光折变晶体2发出信号光8，所述控制光源7用于向光折变晶体2发出控制光9，所述光折变晶体2、第一聚焦元件3、遮光元件4、第二聚焦元件5和目标物6沿信号光8的传播方向依次布置。具体的，如图1，信号光源1处于最左侧(即最前端)，信号光源1由前向后发射信号光8，光折变晶体2位于信号光源1的右侧(即后端)，第一聚焦元件3处于光折变晶体2的右侧，遮光元件4处于第一聚焦元件3的右侧，第二聚焦元件5处于遮光元件4的右侧，目标物6处于第二聚焦元件5的右侧，即目标物6处于最后端。控制光源7处于光折变晶体2的上侧。遮光元件4位于第一聚焦元件3的焦平面处。遮光元件4上开设有可供信号光8穿过的通孔。通孔处于第一聚焦元件3的焦点位置处。通孔位于遮光元件4的中心位置处。沿信号光8传播方向，所述的第二聚焦元件5与遮光元件4之间的距离为第二聚焦元件5的焦距。控制光源7向光折变晶体2发出的控制光9的传播方向垂直于所述信号光源1向光折变晶体2发出的信号光8的传播方向。全光开关的设计原理是基于光折变效应对信号光的偏转。当光入射到光折变晶体上时，晶体中的施主杂质通过吸收光子而被电离，产生激发载流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型全光开关装置，其特征在于，包括信号光源(1)、光折变晶体(2)、第一聚焦元件(3)、遮光元件(4)、第二聚焦元件(5)、目标物(6)和控制光源(7)，所述信号光源(1)用于向光折变晶体(2)发出信号光(8)，所述控制光源(7)用于向光折变晶体(2)发出控制光(9)，所述光折变晶体(2)、第一聚焦元件(3)、遮光元件(4)、第二聚焦元件(5)和目标物(6)沿信号光(8)的传播方向依次布置。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型全光开关装置，其特征在于，包括信号光源(1)、光折变晶体(2)、第一聚焦元件(3)、遮光元件(4)、第二聚焦元件(5)、目标物(6)和控制光源(7)，所述信号光源(1)用于向光折变晶体(2)发出信号光(8)，所述控制光源(7)用于向光折变晶体(2)发出控制光(9)，所述光折变晶体(2)、第一聚焦元件(3)、遮光元件(4)、第二聚焦元件(5)和目标物(6)沿信号光(8)的传播方向依次布置。


2.根据权利要求1所述的全光开关装置，其特征在于，所述遮光元件(4)位于第一聚焦元件(3)的焦平面处。


3.根据权利要求2所述的全光开关装置，其特征在于，所述遮光元件(4)上开设有可供信号光(8)穿过的通孔。


4.根据权利要求3所述的全光开关装置，其特征在于，所述通孔处于第一聚焦元件(3)的焦点位置处。


5.根据权利要求3或4所述的全光开关装置，其特征在于，所述通孔位于遮光元件(4)的中心位置处。

【专利技术属性】
技术研发人员：唐顺兴，陈兴宇，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31