[发明专利]实现高速的光开光响应的方法及超高速光调制光开关器件

说明书

本发明提出一种实现高速的光开光响应的方法及超高速光调制光开关器件，使用高功率的脉冲激光通过传输过程中激光的自聚焦效应以及等离子体散焦效应可克服衍射效应传播超过数倍瑞利长度的距离，形成光丝。在激光成丝过程中涉及大量的物理效应，光丝产生区域会伴随着折射率调制，且这种折射率调制的响应速度与超快激光的脉宽以及功率有关，当超快激光的峰值功率达到一定阈值通过液体产生光丝对折射率调制的响应频率可达到吉赫兹。这种超高速的折射率调制应用于光调制光开关，实现超高速的光开关响应。

技术领域

本发明涉及光开关技术，尤其涉及一种实现高速的光开光响应的方法及超高速光调制光开关器件。

背景技术

随着5G时代的到来、云计算的出现、物联网的发展以及人工智能的兴起,具有高带宽和大数据传输容量的动态数据交换技术将广泛地用于高性能的数据密集型计算中【在先技术1：Kwack M J,Tanemura T,Higo A,et al.Opt.Express.20(27),28734-41(2012)】。网络中心以及数据中心的主要的互连方式还是以电互连为主，而电互连具有延时长，功耗大，传送的速率和距离有限等缺点而光互连能够突破这些瓶颈实现高速、安全、低功耗的数据传输与交换。

其中，光开关是实现光互连的关键性器件，是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。传统的光开关器件一般分为机械式光开关、电光开关、热光开关、液晶式光开关。

发明内容

本发明的目的在于提出一种实现高速的光开光响应的方法及超高速光调制光开关器件。

为达到上述目的，本发明提出一种实现高速的光开光响应的方法，使用高功率飞秒激光产生光丝调制马赫-曾德干涉仪单臂中信号光的相位，使得马赫-曾德干涉仪中双臂的光信号产生干涉，通过控制高功率飞秒激光产生的光丝效应，达到高速调制光开关响应的效果。

优选的，包括以下步骤：

步骤1：对信号光进行五十比五十均匀分光，形成马赫-曾德干涉仪的双臂；

步骤2：将双臂中一臂中的信号光反射至光丝产生装置，与高功率飞秒激光产生的光丝区域共轴进行调制；

步骤3：将调制后的所述信号光与双臂中另一臂的原始信号光进行合束。

本发明还提出一种超高速光调制光开关器件，包括分光棱镜、合束棱镜、二向色镜、反射镜和光丝产生装置；

其中，信号光入射至所述分光棱镜进行分光，形成马赫-曾德干涉仪的双臂，一臂的信号光通过所述二向色镜反射进入所述光丝产生装置中与高功率飞秒激光产生的光丝区域共轴进行调制，调制后的信号光通过所述反射镜反射至所述合束棱镜一端；另一臂信号光入射至所述合束棱镜的另一端，两路信号光进行干涉。

优选的，信号光入射至所述分光棱镜进行五十比五十均匀分光。

优选的，高功率飞秒激光通过所述分光棱镜进行过滤进入所述光丝产生装置。

优选的，所述光丝产生装置为盛有液态水的石英盒。

与现有技术相比，本发明的优势之处在于：本发明提出的基于飞秒光丝的超高速光调制光开关器件，其由基本结构为马赫-曾德干涉仪，通过在马赫-曾德干涉仪的一臂光路中放置光丝产生装置，使用高功率飞秒激光产生光丝从而调制马赫-曾德干涉仪单臂中信号光的相位，最终马赫-曾德干涉仪中双臂的光信号产生干涉，通过控制高功率飞秒激光产生的光丝效应，可以达到高速调制光开关的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中超高速光调制光开关器件的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案作进一步地说明。