用于Crossbar網(wǎng)絡(luò)的光開關(guān)的設(shè)計(jì).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(wǎng)絡(luò)信息處理系統(tǒng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。而光網(wǎng)絡(luò)中可對光傳輸路線、集成光路中的光束進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換、邏輯操作的關(guān)鍵元件之一就是光開關(guān)，所以當(dāng)前對光網(wǎng)絡(luò)中的光開關(guān)有更高的要求。要求光開關(guān)器件在技術(shù)指標(biāo)上能提高開關(guān)響應(yīng)速度，減小插人損耗和延長工作壽命;在體積上由于光網(wǎng)絡(luò)中元器件比較多，為了使光網(wǎng)絡(luò)盡量小型化，就要求光開關(guān)器件有較高的集成度。當(dāng)前，為了更好地

2、構(gòu)造光網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展可集成化的自由空間傳輸光開關(guān)非常重要。為此，本論文設(shè)計(jì)了一種集成化的自由空間型的光開關(guān)。主要成果如下:
　　1.設(shè)計(jì)了一種單塊鈮酸鋰晶體集成的自由空間型2×2電光開關(guān)。該光開關(guān)利用晶體的雙折射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了光束的合束和分束，兩束正交線偏振光分別經(jīng)過一次雙折射和全內(nèi)雙反射后合成一束，并沿光軸方向傳輸，再經(jīng)過一次全內(nèi)雙反射和雙折射后分成兩束。利用晶體的橫向電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了對光束偏振態(tài)的調(diào)制，當(dāng)在x1軸方向加半波電壓時，光束偏

3、振態(tài)旋轉(zhuǎn)90°，開關(guān)表現(xiàn)為直通狀態(tài)，不加電壓時，光束偏振態(tài)不變，開關(guān)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(yīng)用于Crossbar光網(wǎng)絡(luò)中。這種集成的2x2電光開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單，能量損耗小，串?dāng)_小，半波電壓低，開關(guān)響應(yīng)時間短，抗干擾性強(qiáng)，易安裝級聯(lián)等特點(diǎn)。
　　2.用鈮酸鋰晶體制作了一塊2×2電光開關(guān)，并對其性能進(jìn)行了測試。該開關(guān)的插入損