[发明专利]具有反馈监控结构的1×2高速光纤开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种光开关，具体涉及一种具有反馈监控结构的1×2高速光纤开关。

背景技术

光开关广泛应用于光通信领域，用于实现光在一个或多个输入端口到一个或多个输出端口之间的切换。1×2光开关用于实现一个输入端口到两个输出端口之间的光路切换，可以用于网络的自我保护、网络监视功能、光纤通讯器件测试等方面。多个1×2光开关组合，还可以构建1×4、1×8等更多端口的光开关。  光开关按工作媒质划分，有自由空间开关和波导开关；如按工作原理划分，又可分为机械式和非机械式两大类，机械式光开关靠光纤或光学元件移动，使光路断或开，非机械式光开关则依靠电光效应、磁光效应、声光效应以及热光效应使光路发生改变，完成开关功能。一般来讲，自由空间光开关的损耗比波导器件的损耗更低，非机械式的光开关比机械式光开关响应速度更快一些。常见的非机械式自由空间光开关有液晶光开关、磁光开关、电光开关等，液晶光开关、磁光开关开关速度一般在毫秒微秒量级，而电光开关的响应速度可达到纳秒量级。

电光开关利用电光材料的电光效应控制光偏振方向的变化实现开关功能。当电光材料上不加电压时，光通过电光单元偏振态不发生改变；当电光材料上加半波电压时，电光单元相当于一个半波片，选定光轴方向光通过电光单元偏振方向将发生90度旋转。然而铌酸锂(LiNbO₃)晶体、透明电光陶瓷等电光材料，由于它们本身的特性(如制造时的差异、温度相关性等)导致他们对于偏振光的改变与预定发生偏移，从而导致光开关的串扰增加，影响光开关的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有反馈监控结构的1×2高速光纤开关，用反馈监控结构来监控电光单元对于光偏振态的改变，从而提高光开关的性能，减小光开关的串扰。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

在同一水平光路上依次放置单光纤准直器、第一双折射晶体、第一λ/2波片组、电光单元、第二λ/2波片组、第二双折射晶体、第三λ/2波片组、第三双折射晶体、分束镜、屋脊棱镜和双光纤准直器，光电探测器放置在分束镜的垂直光路上。

所述的电光单元是铌酸锂晶体或透明电光陶瓷电光材料。

所述的第一λ/2波片组为上下两片光轴方向不同的λ/2波片，其中上面一片λ/2波片是使通过它的线偏振光偏振方向顺时针旋转45度的λ/2波片，下面一片λ/2波片是使通过它的线偏振光偏振方向逆时针旋转45度的λ/2波片；所述的第二λ/2波片组为一片使线偏振光经过它后偏振方向顺时针旋转45度的λ/2波片；所述的第三λ/2波片组由左下角和右上角两片光轴方向相同的λ/2波片组成，左下角的波片和右上角的波片是使线偏振光通过后偏振方向发生90度旋转的λ/2波片，而通过左上和右下的光偏振态不发生改变的。

所述的分束镜是与输入光偏振态无关的输入光85％～98％透射，2％～15％被反射的分束镜。

所述的屋脊棱镜是具有楔角，将两平行光束变成两具有夹角的光出射的屋脊棱镜；该出射的具有夹角的两束光和双纤准直器相匹配，由双纤准直器准直后分别由双纤准直器的两根尾纤输出。

所述的光电探测器为一个象限光电探测器。

本发明具有的有益效果是：

本发明通过分光镜反射的少部分光用于反馈控制电光单元对于光偏振态的改变，减小光开关的串扰，具有器件结构体积小、开关速度高、串扰小等优点，可应用于光通信领域。

附图说明

图1是具有反馈监控结构的1×2高速光纤开关的主视结构示意图。

图2是具有反馈监控结构的1×2高速光纤开关的俯视结构示意图。

图3是本发明在开关状态1时各端面光偏振态及位置示意图。

图4是本发明在开关状态2时各端面光偏振态及位置示意图。

图5是三组波片组所包含各波片位置及光轴示意图。

图中：1、单光纤准直器，2、第一双折射晶体，3、第一λ/2波片组，4、电光单元，5、第二λ/2波片组，6、第二双折射晶体，7、第三λ/2波片组，8、第三双折射晶体，9、分束镜，10、屋脊棱镜，11、双光纤准直器，12、光电探测器。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种具有反馈监控结构的1×2高速光纤开关是在同一水平光路上依次放置单光纤准直器1、第一双折射晶体2、第一λ/2波片组3、电光单元4、第二λ/2波片组5、第二双折射晶体6、第三λ/2波片组7、第三双折射晶体8、分束镜9、屋脊棱镜10和双光纤准直器11，光电探测器12放置在分束镜10的垂直光路上。