用于Crossbar網絡的光開關的設計.pdf

1、近年來隨著光通信的迅猛發(fā)展，光通信中信息的處理量正以指數(shù)式增長，如何建立高速、高帶寬大容量的光網絡信息處理系統(tǒng)成為當前研究的熱點。而光網絡中可對光傳輸路線、集成光路中的光束進行相互轉換、邏輯操作的關鍵元件之一就是光開關，所以當前對光網絡中的光開關有更高的要求。要求光開關器件在技術指標上能提高開關響應速度，減小插人損耗和延長工作壽命;在體積上由于光網絡中元器件比較多，為了使光網絡盡量小型化，就要求光開關器件有較高的集成度。當前，為了更好地

2、構造光網絡，發(fā)展可集成化的自由空間傳輸光開關非常重要。為此，本論文設計了一種集成化的自由空間型的光開關。主要成果如下:
　　1.設計了一種單塊鈮酸鋰晶體集成的自由空間型2×2電光開關。該光開關利用晶體的雙折射效應實現(xiàn)了光束的合束和分束，兩束正交線偏振光分別經過一次雙折射和全內雙反射后合成一束，并沿光軸方向傳輸，再經過一次全內雙反射和雙折射后分成兩束。利用晶體的橫向電光效應實現(xiàn)了對光束偏振態(tài)的調制，當在x1軸方向加半波電壓時，光束偏

3、振態(tài)旋轉90°，開關表現(xiàn)為直通狀態(tài)，不加電壓時，光束偏振態(tài)不變，開關表現(xiàn)為交叉狀態(tài)。同時考慮到晶體中o光和e光全反射臨界角不同，使兩束線偏光分別從不同界面射入（出射）晶體，以便兩束光有較大分離角，更適合應用于Crossbar光網絡中。這種集成的2x2電光開關具有結構簡單，能量損耗小，串擾小，半波電壓低，開關響應時間短，抗干擾性強，易安裝級聯(lián)等特點。
　　2.用鈮酸鋰晶體制作了一塊2×2電光開關，并對其性能進行了測試。該開關的插入損