一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关制造技术

本发明专利技术提供了一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，包括输入端口以及输出端口，还包括长光纤环路、短光纤环路、耦合器、第一相位调制器以及第二相位调制器；长光纤环路的长度大于短光纤环路的长度；长光纤环路以及短光纤环路通过耦合器连接；在长光纤环路和短光纤环路上分别设置有一个输出端口；在长光纤环路或短光纤环路上分别设置有一个输入端口；第一相位调制器设置在长光纤环路上，第二相位调制器设置在短光纤环路上；第一相位调制器设置的相位与第二相位调制器设置的相位相反；本发明专利技术提供的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，采用光纤环路实现双输入双输出的光开关，结构简单，易于集成，损耗小，开关灵活。

【技术实现步骤摘要】
一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关
本专利技术涉及光学开关，具体涉及一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，通信网络的持续发展，传统的光开关都有各自的缺陷，已经不能满足各个领域的需求。如：机械式光开关，体积大而不易集成，响应速度慢；后来出现的微电子光开关，虽然可以很好的集成，但是插入损耗大，不稳定，响应速度也仅在微秒量级。随着光子技术的不断发展，光学网格作为一种全新的全光平台出现在人们眼前，一般的全光光子晶格光开关，制备工艺复杂，成本高昂，而且大多都是单输入，单输出，不利于对光进行灵活调控。现有技术中全光光子晶格光开关只存在于光学波导里，制备工艺复杂，结构复杂，成本高昂，不利于对光信号灵活调控的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，用以解决现有技术中的双输入双输出光学开关结构复杂，不易灵活调控的技术问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，包括一对输入端口以及一对输出端口，还包括长光纤环路、短光纤环路、耦合器、第一相位调制器以及第二相位调制器；所述长光纤环路的长度大于所述短光纤环路的长度；所述的长光纤环路以及短光纤环路通过耦合器连接；在所述的长光纤环路和短光纤环路上分别设置有一个输入端口；在所述的长光纤环路和短光纤环路上分别设置有一个输出端口；所述的第一相位调制器设置在长光纤环路上，所述的第二相位调制器设置在短光纤环路上；所述的第一相位调制器设置的相位与所述的第二相位调制器设置的相位相反。进一步地，所述的耦合器为50/50耦合器；所述的耦合器的耦合系数为进一步地，长光纤环路与短光纤环路之间的耦合效率为其中表示第一相位调制器设置的相位的值或第二相位调制器设置的相位的值，Q表示波矢的值，ω表示本征频率的值；其中，n表示光脉冲在长光纤环路或短光纤环路中的位置，n为大于等于0的整数，i为复数，m为整数。进一步地，所述的长光纤环路以及短光纤环路均为不加增益或损耗的常规光纤环路。进一步地，所述的长光纤环路与短光纤环路之间的长度差为ΔL＝2ΔT×Cf，其中ΔL表示长度差，单位为km；ΔT表示光在长光纤环路中传播时间与光在短光纤环路中传播时间之间的差，单位为s，Cf表示光在光纤中传播的速度。进一步地，所述的长光纤环路的长度为4+0.01km；所述的短光纤环路的长度为4-0.01km。本专利技术与现有技术相比具有以下技术效果：1、本专利技术提供的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，采用光纤环路实现双输入双输出的光开关，结构简单，易于集成，损耗小，开关灵活；2、本专利技术提供的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，设置耦合器耦合系数为提高了光开关控制的灵活性以及便捷性；3、本专利技术提供的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，提供了光开关中两个光纤环路之间的耦合效率，在不同的参数条件下，耦合系数不同，表现在两个光纤环路里的光强输出也不一样，提高了光开关控制的便捷性，能够确定在光纤环路在任何时候的光强度值；4、本专利技术提供的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，采用常规光纤环路，提高光开关的经济性。附图说明图1是本专利技术提供的双输入双输出光学开关的结构示意图；图2是本专利技术提供的双输入双输出光学开关的结构展开图；图3是本专利技术的光纤耦合效率关系示意图；图4是本专利技术提供的一个实施例中输入端口设置在长光纤环时，输出光强的分布示意图；图5是本专利技术提供的一个实施例中输入端口设置在短光纤环时，输出光强的分布示意图。图中标号表示：1-第一输入端口，2-第一输出端口，3-第二输入端口，4-第二输出端口，5-长光纤环路，6-短光纤环路，7-耦合器，8-第一相位调制器，9-第二相位调制器，10-输入耦合器，11-输出耦合器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。以便本领域的技术人员更好的理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。以下对本专利技术涉及的定义或概念内涵做以说明：光学开关：光开关是一种具有一个或多个可选择的传输窗口、可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。双输入双输出光学开关：光从两个输入端进入，通过调整光强光纤环路：光纤通过耦合器连接成环形。耦合器：又称分歧器、连接器、适配器，是用于实现光信号分路/合路，或用于延长光纤链路的元件，属于光被动元件领域。相位调制器：相位调制器是使光的相位按一定规律变化的光调制器。耦合系数：光纤连接在一起后分给每个光纤分光强度的实际的互感(绝对值)与其最大极限值之比定义为耦合系数。两个光纤的耦合比值为cos2β/sos2β，此时β为光纤耦合系数。耦合效率：两个光纤环路里的光强度比定义为耦合效率。波矢：波矢是一种表示波的矢量的方法。波矢是一个矢量，其大小表示角波数，其方向表示波传播的方向。在本实施例中公开了一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，包括一对输入端口以及一对输出端口，还包括长光纤环路5、短光纤环路6、耦合器7、第一相位调制器8以及第二相位调制器9；长光纤环路5以及短光纤环路6通过耦合器7连接；在长光纤环路5和短光纤环路6上分别设置有一个输出端口；在长光纤环路5和短光纤环路6上分别设置有一个输入端口；第一相位调制器8设置在长光纤环路5上，第二相位调制器9设置在短光纤环路6上；第一相位调制器8设置的相位与第二相位调制器9设置的相位相反；长光纤环路5的长度大于短光纤环路6的长度。在本实施例中提供的双输入双输出光学开关如图1所示，包括两个输入端口和两个输出端口；在本实施例中两个输入端口包括第一输入端口1以及第二输入端口3，两个输出端口包括第一输出端口2以及第二输出端口4；其中，如图1所示第一输入端口1和第一输出端口2设置在耦合器7前的长光纤环路5上；第二输入端口3和第二输出端口4设置在耦合器7后的短光纤环路6上。在本实施例中提供的双输入双输出光学开关相比于现有技术中的光学开关，采用一对光纤环路进行耦合实现；由于市场上现有的光学开关中采用的光纤为线型光纤，而在本申请中采用一对光纤环路耦合，形成一组光纤环路，使得光能够在这组光纤环路中一直循环，一直耦合，从而可以实现改变控制参数来改变耦合效率以实现光开关的效果。在本实施例中，如图1所示，在每个输入端口上均设置有输入耦合器10，目的是将光输入进来；在每个输出端口上均设置有输出耦合器11，目的是将光输出；在本实施例中，采用耦合器7来连接两个光纤环路。在本实施例中，设置了相位调制器来调节光波的相位。在这个光开关中，需要通过调节相位调制器，来满足耦合效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，包括一对输入端口以及一对输出端口，其特征在于，还包括长光纤环路(5)、短光纤环路(6)、耦合器(7)、第一相位调制器(8)以及第二相位调制器(9)；所述长光纤环路(5)的长度大于所述短光纤环路(6)的长度；/n所述的长光纤环路(5)以及短光纤环路(6)通过耦合器(7)连接；/n在所述的长光纤环路(5)和短光纤环路(6)上分别设置有一个输入端口；/n在所述的长光纤环路(5)和短光纤环路(6)上分别设置有一个输出端口；/n所述的第一相位调制器(8)设置在长光纤环路(5)上，所述的第二相位调制器(9)设置在短光纤环路(6)上；/n所述的第一相位调制器(8)设置的相位与所述的第二相位调制器(9)设置的相位相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，包括一对输入端口以及一对输出端口，其特征在于，还包括长光纤环路(5)、短光纤环路(6)、耦合器(7)、第一相位调制器(8)以及第二相位调制器(9)；所述长光纤环路(5)的长度大于所述短光纤环路(6)的长度；
所述的长光纤环路(5)以及短光纤环路(6)通过耦合器(7)连接；
在所述的长光纤环路(5)和短光纤环路(6)上分别设置有一个输入端口；
在所述的长光纤环路(5)和短光纤环路(6)上分别设置有一个输出端口；
所述的第一相位调制器(8)设置在长光纤环路(5)上，所述的第二相位调制器(9)设置在短光纤环路(6)上；
所述的第一相位调制器(8)设置的相位与所述的第二相位调制器(9)设置的相位相反。


2.如权利要求1所述的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，其特征在于，所述的耦合器(7)为50/50耦合器；所述的耦合器(7)的耦合系数为


3.如权利要求1所述的基于合成光学网格的双输入双输出光学开关，其特征在于，长光纤环路...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐新元，代亚楠，温增润，王屹山，白晋涛，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61