[发明专利]一种具有NXM端口数的OXC交叉互联光开关

说明书

本发明公开一种具有NXM端口数的OXC交叉互联光开关，包括N个光输入端口和M个光接收端口，每个光输入端口包括依次设置的光纤输入准直器、第一walk‑off晶体、第一半波片和第一KTN晶体，每个光接收端口沿入射方向包括依次设置的第二KTN晶体、第二半波片、第二walk‑off晶体和光纤接收准直器，2个KTN晶体的两侧加设有电极，通过改变电极的电压大小来控制通过KTN晶体内光束的传播方向，将光输入端口射出的光束偏转后切换进入不同的光接收端口。本发明采用KTN电光晶体来改变光束的传播方向，使光束产生偏转后被切换至不同的光接收端口，该光开关基于KTN晶体的电光效应，具有控制原理简单，响应速度快等特点。

技术领域

本发明涉及光开关领域，尤其涉及一种具有NXM端口数的OXC交叉互联光开关。

背景技术

光开关主要应用于光通信系统、光纤网络系统、光纤测量系统或仪器和光纤传感系统中的光信号的交换及光信号强度的调整。

在光纤网络系统中，信息的传递是通过光信号在光纤中的传输来实现。为了将信息进行更好的分配/链接，我们需要将光信号分别传输给不同的线路或者是将不同线路的光切换到指定的线路中。常规的信号分配方法是通过光电/电光的双向转换来实现。但是，在高速光信号传递的过程中，光电/电光的转换往往成为速度瓶颈。对于多通道的光信息传递，光电/电光的转换是极为困难的，需要很多的预处理工作。因此，尽管电信号在金属导线中传输时可以非常容易地实现连接，而光信号要从输入光纤进入输出光纤必须要有非常精确的藕合，否则光强的损失将非常严重，最好是实现光信号的直接切换传输。

现有技术中，主要使用机械步进电机驱动来实现光偏转达到光切换的效果，但是采用步进电机驱动存在结构复杂，响应速度慢等特点。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种控制原理简单、响应速度快的具有NXM端口数的OXC交叉互联光开关。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有NXM端口数的OXC交叉互联光开关，其包括N个光输入端口和M个光接收端口，每个光输入端口包括依次设置的光纤输入准直器、第一walk-off晶体、第一半波片和第一KTN晶体，每个光接收端口沿入射方向包括依次设置的第二KTN晶体、第二半波片、第二walk-off晶体和光纤接收准直器，2个KTN晶体的两侧加设有电极，通过改变电极的电压大小来控制通过KTN晶体内光束的传播方向，将光输入端口射出的光束偏转后切换进入不同的光接收端口。

所述光纤输入准直器射出的光信号进入第一walk-off晶体内分成偏振方向相互垂直的o光和e光，o光从第一walk-off晶体射出后直接经过第一KTN晶体偏转后进入第二KTN晶体，e光从第一walk-off晶体射出后经过第一半波片后再经过第一KTN晶体偏转后进入第二KTN晶体；从第二KTN晶体射出的o光依次经过第二半波片、第二walk-off晶体和光纤接收准直器，从第二KTN晶体射出的e光直接进入第二walk-off晶体后再进入光纤接收准直器。

所述N个光输入端口在同一个平面内呈矩阵排列。

所述M个光接收端口在同一个平面内呈矩阵排列。

所述KTN晶体的两端各设有一块反射镜，两块反射镜错位设置，光信号依序经过两反射镜形成反射折叠光路。

本发明采用KTN电光晶体作为光路偏转器，KTN晶体具有较大的电致光束偏转性能，通过对晶体加电场，光束在电场方向实现偏转。由于KTN电光晶体的电致偏转与光偏振态相关，所以发明采用Work-off晶体和波片的方式来解决，实现特定偏振光入射KTN晶体实现加电条件的光束偏转。基于上述思想，本发明提出了基于该种电致偏转基础的MXN端口数的OXC交叉互联光开关阵列，即本发明采用KTN电光晶体来改变光束的传播方向，使光束产生偏转后被切换至不同的光接收端口，该光开关基于KTN晶体的电光效应，具有控制原理简单，响应速度快等特点。