[实用新型]改变光纤阵列输入输出通道属性的装置及光开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种改变光纤阵列输入输出通道属性的装置及光开关。

背景技术

光开关是现代光通信领域的关键器件，随着光网络大容量化、高速化的发展趋势，多端口数、高速切换、集成性好的光开关将成为今后的主流发展目标。实现光开关的技术方案有很多，除了传统的机械式光开关外，还有磁光开关、M-Z型干涉式光开关、热光开关、声光开关、液晶开关和MEMS(微机电系统)光开关等等。无论是传统的机械式光开关还是MEMS光开关，其主要原理之一是通过控制转镜的旋转角度，从而改变反射光的方向实现光开关的功能。

如图1所示，为现有技术中1xN光开关，其输入是1根光纤，光线经准直透镜2较直后射到转镜3上，转镜3把光线反射回输出的N根光纤中的一根，输入输出的N+1根光纤11通常加工成二维或三维平行排布的光纤阵列1，输入输出通道的属性包括：通道之间的间距、通道的大小、数值孔径、通道角度等，以上所述的输入输出通道属性调整对于光开关的性能优化(比如降低光开关对转镜3角度的需求、降低插损、提高光开关集成度等)有着重要作用，目前所述输入输出通道属性主要受到所选光纤以及光纤排列工艺的限制，比如光纤之间的间距一般不应小于光纤直径；通道的数值孔径限定为所选商用光纤的数值孔径；通道的模场直径限定为所选商用光纤的模场直径；光纤阵列的排列方向通常是平行排布等等，严重制约了光开关的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种改变光纤阵列输入输出通道属性的装置及光开关，所述装置为光开关的性能优化打下良好的基础。

本实用新型是这样实现的：一种改变光纤阵列输入输出通道属性的装置，包括光纤阵列和光波导芯片，所述光波导芯片上设有与所述光纤阵列内的光纤一一对应并耦合的波导通道。

其中，所述波导通道两端的通道属性中至少有一个参数不同，所述通道属性的参数包括通道之间间距、通道大小、通道角度、数值孔径和模场直径。

其中，所述波导通道与光纤阵列耦合端的通道之间的间距为D1，另一端通道之间的间距为D2，D1＞D2。

其中，所述全部或部分波导通道上至少包括一段弯曲波导。

其中，所述部分或全部光纤通道由弯曲波导和直波导组成。

其中，所述光纤阵列和光波导芯片通过胶水粘接并耦合。

其中，所述光纤阵列为二维阵列或三维阵列。

其中，所述光波导芯片上的光波导为平面光波导，材质为二氧化硅光波导、硅光波导、聚合物光波导或玻璃基离子交换光波导。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述改变光纤阵列输入输出通道属性的装置是增加了光波导芯片，所述光波导芯片上设有多个波导通道，所述波导通道两端的通道属性可以设计成不同，波导通道与光纤阵列耦合端的通道属性与光纤阵列的输入输出通道属性一致，波导通道另一端用于与其它的元件配合，此端的通道属性可以根据需要随意设计，在光波导芯片上制作波导通道具有更多的优势，能够实现光纤阵列不容易或者不可能实现的通道属性，比如波导通道之间的间距可以更微小，波导通道之间的排列位置顺序可以改变，可以实现不同于标准光纤纤芯尺寸的通道尺寸、数值孔径、模场直径，可以采用非平行的通道排布等等。

本实用新型的另一种技术方案为：一种光开关，包括上面所述的改变光纤阵列输入输出通道属性的装置、准直透镜和转镜，所述准直透镜位于光波导芯片与光纤阵列相对的另一端，所述转镜位于准直透镜的后方。

其中，所述光纤阵列为由多层二维光纤阵列组成的三维光纤阵列，所述光波导芯片数量与二维光纤阵列的层数相同并且叠加布置，所述多层光波导芯片分别与一层二维光纤阵列耦合，所述转镜为双转轴转镜。

采用上述改变光纤阵列输入输出通道属性装置的光开关，利用光波导芯片实现对光开关转镜反射光的输入输出，由于光波导芯片上的波导通道可以灵活调整，可以增加现有基于转镜的光开关的设计自由度，可以实现更低的插入损耗、更小的转镜角度要求、更高的光开关通道集成度、更小的光开关尺寸等等。

附图说明

图1是现有技术中1xN光开关的结构原理图；

图2是本实用新型所述改变光纤阵列输入输出通道属性的装置实施例的结构原理图；

图3是本实用新型所述光开关实施例一的结构原理图；

图4是本实用新型所述光开关实施例二的结构原理图；

图5是图4中A-A向剖面示意图；

图6是图4中B-B向剖面示意图。