[实用新型]一种用于构成可调多路全光开关的实体结构

说明书

技术领域

本实用新型属于全光开关技术领域，具体是指一种可调多路全光开关实体结构。

背景技术

光开关对光传输中的光信号进行相互转换或逻辑操作，以实现光信号的交换或网络的自我保护，是光通信技术的基础和关键器件。电控光开关需要经历光-电-光两次转换过程，在开关响应时间上有无法解决的瓶颈。光控光开关利用光子与物质的相互作用来实现，可以使光交换和光路完全在光域范围内实现，提高光开关速度。目前采用非线性光学方法的全光开关，使用强光作用于非线性光学材料，改变其折射率、吸收系数等参数，使在介质中传输的信号光产生相位变化，达到控制其强度的目的，存在开关阈值高、消光比低、开关速率低以及与光纤通信网络连接困难等缺点。

光子晶体具有光子带隙，在泵浦光作用可以引起光子带隙迁移、缺陷模式迁移、非线性频率转换等效应，能够有效地控制光子的传输状态，实现全光开关功能，但需要的泵浦光功率大，不易与信号传输光纤连接，插入损耗大，引起热效应。

光子晶体光纤是包层空气孔周期性有序排列，纤芯为固体硅或空气孔缺陷的二维光子晶体，具有较高的光学非线性和光子带隙效应，可以实现全光开关功能。基于光子晶体光纤的非线性光学环镜全光开关，利用交叉相位调制使两束反向传输的信号光产生非线性相移特性，但需要光纤放大器，光子晶体光纤的长度为数十米，全光器件的集成困难，器件成本也较高。通过在光子晶体光纤的空气孔中填充折射率敏感材料，改变填充材料的折射率可以控制光子运动和导光，实现光开关功能。基于液晶填充的光子晶体光纤具有全光开关特性，光开关的响应时间比较长，光开关速度较慢。

因此，目前全光开关主要存在的问题包括：由于利用非线性光学效应需要较高的光功率引起热效应的影响，光开关的开关功率和开关时间是相互矛盾的，以及全光器件的集成比较困难。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种易于实现全光器件集成的用于构成可调多路全光开关的实体结构。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是包括有光子晶体光纤段，该光子晶体光纤段内设置有与光纤同轴的多个通孔，该通孔内设置有光学介质填充层，所述的光子晶体光纤段的两端分别熔接同轴连接单模光纤段，该单模光纤段与光子晶体光纤段同外径，且二者连接面对齐设置。

通过上述结构，选择染料掺杂铁电液晶作为光学介质填充于光学介质填充层中，利用染料在控制光作用下的光致顺反异构效应，带动液晶分子重新取向，引起染料掺杂铁电液晶折射率变化，导致光子晶体光纤的光子带隙迁移，控制传输光的通断，实现全光开关的目的，本设置的上述实体结构在应用于全光开关，与传统光纤具有很好的兼容性，易于集成。另外，该结构在改变控制光的波长、强度、偏振状态，实现可调和多路的全光开关。

    进一步设置是所述光子晶体光纤段与两侧的单模光纤段的连接端面为平整面，该平整面与光子晶体光纤段的轴向垂直。

进一步设置是所述的多个通孔在光子晶体光纤段的横截面上按三角形做周期性排列设置。

    进一步设置是所述的光子晶体光纤段为LMA系列大孔径实芯微结构光纤。

综上所述，本实用新型可应用于构成可调多路全光开关，且易于集成等优点。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步介绍。

附图说明

图1 本实用新型具体实施方式结构示意图；

图2 本实用新型具体实施方式光子晶体光纤段横截面图；

图3 本实用新型用于构成可调多路全光开关的性能测量装置原理框图；

图4 本实用新型用于构成可调多路全光开关的导通光波长随控制光强度的典型变化曲线；

图5 本实用新型用于构成可调多路全光开关的导通光波长随控制光偏振角的典型变化曲线。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行具体的描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定。

    如图1-2所示的本实用新型的具体实施方式，包括有光子晶体光纤段2，该光子晶体光纤段内设置有与光纤同轴的多个通孔3，该通孔内设置有光学介质填充层，所述的光子晶体光纤段的两端分别熔接同轴连接单模光纤段1，该单模光纤段1与光子晶体光纤段2同外径，且二者连接面对齐设置。本实施例所述光子晶体光纤段2与两侧的单模光纤段1的连接端面为平整面，该平整面与光子晶体光纤段的轴向垂直。此外，所述的多个通孔在光子晶体光纤段的横截面上按三角形做周期性排列设置，如图2所示。