[发明专利]基于微型压电换能器阵的纤维集成Mach-Zehnder光开关

摘要

本发明提供的是一种基于微型压电换能器阵的纤维集成Mach‑Zehnder光开关。具体为在一段双芯光纤两端制备两个3dB耦合器，用以在双芯光纤的两个纤芯光路上构造纤维集成Mach‑Zehnder干涉仪，进一步在两个3dB耦合器之间制备微型压电换能器阵作为调制单元。其中，微型压电陶瓷换能器阵制备于双芯光纤表面的合适位置，在外加可编程电压信号的作用下对光纤进行空间分布式挤压，挤压导致的折射率调制使干涉仪两路通道输出光波间产生相位差。通过选定的电压编码的输入，能够实现两种相位差的快速切换，进而实现纤维集成光开关的功能。本发明可广泛用于集成光器件及光纤通信领域。

主权项

1.一种基于微型压电换能器阵的纤维集成Mach‑Zehnder光开关。包括双芯光纤1、3dB耦合器2、底层电极阵列3、压电陶瓷阵列4、上层电极阵列5组成。其特征在于：于双芯光纤1两端的合适位置制作了3dB耦合器2用以在双芯光纤的两个纤芯光路上构造纤维集成Mach‑Zehnder干涉仪，其中耦合器2分别作为输入端耦合器2‑1与输出端耦合器2‑2；由底层电极阵列3、压电陶瓷阵列4及上层电极阵列5构成的微型压电换能器阵制备在位于两个3dB耦合器2之间的双芯光纤1表面的指定位置。自双芯光纤1的一个纤芯输入的光波经输入端耦合器2‑1分束后，分别进入双芯光纤1的两个纤芯中继续传播，并于输出端耦合器2‑2中进行干涉。光波在传输过程中，输入的可编程电压信号能够实现微型压电换能器阵中特定组合的压电单元的驱动及其振动强度控制，从而对光纤做空间分布式挤压。这种外加应力引起的光纤内折射率分布的不均匀，使干涉仪两路通道输出光波间产生相位差。因此，利用选定的电压信号的相应编码的输入，能够实现两种相位差的快速切换，进而通过输出端耦合器中两路光信号的干涉，实现纤维集成光开关的功能。