[实用新型]一种利用波导耦合原理的光开关器件

说明书

本实用新型公开了一种利用波导耦合原理的光开关器件,包括纤芯和包层，纤芯设置在包层内；所述纤芯包括第一耦合纤芯和第二耦合纤芯，第一耦合纤芯的输入端与第二耦合纤芯的输出端均涂覆有电磁屏蔽涂层；第二耦合纤芯的输入端通过微型电机带动，使得第二耦合纤芯相对包层可相对移动，从而改变第二耦合纤芯未涂覆电磁屏蔽涂层在包层中的长度；第一耦合纤芯与第二耦合纤芯的半径为r，第一耦合纤芯与第二耦合纤芯的中心距d为2r>d≤2r+2；利用微型电机来对两根光纤相耦合的长度进行控制，最终实现光路选择的目的。

技术领域

本实用新型涉及通信器件领域，具体涉及一种利用波导耦合原理的光开关器件。

背景技术

光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。特别是近几年，以IP为主的 Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。一种智能化网络体系结构-自动交换光网络(Automatic Switched Optical Networks，ASON)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(Optical Cross-connect，OXC)设备构成，通过OXC可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效地管理。OXC技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。随着光传送网向超高速、超大容量的方向发展，网络的生存能力、网络的保护倒换和恢复问题成为网络关键问题，而光开关在光层的保护倒换对业务的保护和恢复起到了更为重要的作用。

随着通信系统的不断发展，工程上也对光开关器件的性能提出了更高的要求。传统的Y 分支波导光开关器件使用电极加热改变光在波导中的耦合情况，在实际应用中会产生约零点几毫秒的响应延迟。这是由于在Y分支波导光开关中，电极对耦合臂加热至工作状态，需要相对较长的时间，导致约0.7ms的响应延迟，这种原理上的缺陷会导致工作性能的低下。随着通信速度的进一步提高，开关器件的响应延迟也是目前应该攻克的一大难题。

实用新型内容

为了设计出输出信号延迟更小的光开关，可以利用微型电机代替传统加热电极。通过微型电机控制第一耦合纤芯与第二耦合纤芯的耦合长度，来实现光开关对输出信号的调制。由于微型电机的转速极快，再加之光在纤芯和包层构成的波导中的耦合速度几乎是瞬间内发生的，所以本实用新型的响应延迟相较于传统Y分支波导光开关理论上会小一个数量级。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种利用波导耦合原理的光开关器件,包括纤芯和包层，纤芯设置在包层内；

所述纤芯包括第一耦合纤芯和第二耦合纤芯，第一耦合纤芯的输入端与第二耦合纤芯的输出端均涂覆有电磁屏蔽涂层；第二耦合纤芯的输入端通过微型电机带动，使得第二耦合纤芯相对包层可相对移动，从而改变第二耦合纤芯未涂覆电磁屏蔽涂层在包层中的长度；

第一耦合纤芯与第二耦合纤芯的半径为r，第一耦合纤芯与第二耦合纤芯的中心距d为 2r<d≦2r+2。

进一步地，第一耦合纤芯与第二耦合纤芯的耦合长度为L时，实现一种工作模式，当耦合长度为1/2L时，实现另外一种工作模式。

进一步地，工作模式为开或者关。

进一步地，L＝10mm。

进一步地，第一耦合纤芯与第二耦合纤芯中心距d为10μm，r为4μm。

进一步地，所述第一耦合纤芯的输入端与激光二极管相耦合。

进一步地，所述纤芯材料为锗硅材料。