納秒量級全光纖磁光開關(guān)的研制.pdf

1、隨著光網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，人們對光開關(guān)的切換速度及可靠性方面的要求越來越高。磁光開關(guān)具有快的反應(yīng)速度、低的插入損耗和固有的非互易性等特點(diǎn)，將在全光網(wǎng)絡(luò)中起重要的作用。 在福建省科技計劃資助項(xiàng)目的支持下，本文提出并研制出一種新型的磁光開關(guān)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該磁光開關(guān)具有納秒級的開關(guān)速度。根據(jù)全光纖磁光開關(guān)的組成部分以及相關(guān)功能，本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面。 (1)光路的設(shè)計及搭建 光路是全光纖磁光開關(guān)的核心部分，它

2、決定了光開關(guān)的總體性能、成本和結(jié)構(gòu)。磁光開關(guān)的光路設(shè)計主要根據(jù)磁光材料的法拉第效應(yīng)和線偏振光的性質(zhì)。全光纖磁光開關(guān)的光路主要包括了偏振分束器、偏振合束器、磁光晶體材料和半波片等部分。在本實(shí)驗(yàn)室的國家授權(quán)發(fā)明專利“全光纖磁光開關(guān)”的基礎(chǔ)上，設(shè)計了磁光開關(guān)的光路，并用瓊斯矩陣證明其可行性。 (2)電路設(shè)計與制作 通過控制電路產(chǎn)生脈沖電流來驅(qū)動磁路產(chǎn)生磁場，放在磁路中的磁光材料GSF(或GMF)被磁化而使通過磁光材料的線偏振光

3、發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電路和磁路設(shè)計是磁光開關(guān)開關(guān)時間大小的關(guān)鍵之一。本文設(shè)計了三種電路方案，其中一種是利用AT89S52單片機(jī)控制MC33886來產(chǎn)生電流脈沖。另外兩種方案是利用DE150和雪崩三極管FMMT415來產(chǎn)生上升沿在納秒量級的脈沖，用來驅(qū)動自保磁材料制作的磁光開關(guān)。對三種電路分別進(jìn)行了仿真、制作和優(yōu)化。 (3)磁路設(shè)計與制作 磁路部分是用來直接驅(qū)動法拉第旋轉(zhuǎn)器的部件，它的結(jié)構(gòu)直接影響到磁光開關(guān)的開關(guān)時間。設(shè)計三種磁路方