[发明专利]数字光学开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字光学开关。

背景技术

对于光传输网中的宽频带光学信号中转，对于用来绕过有故障系统或光缆的转接开关以及对于传输光学网节点中的空间开关来说，光学开关是有吸引力的部件。计算机的宽频带光学反射器和传感器及汽车中光学信号的LAN(局域网)电视电缆的转接是其在电讯、微系统技术和汽车工业中更进一步的应用。这些不同的应用要求不同开关参数，如小的串扰、小的开关功耗、偏振独立性和波长敏感性。

现有技术源自US PS 4 775 207或1987年10月19日的应用物理通讯51(16)，1230-1232页以及EP 0 457 406。发明是在此基础上发展起来的。

初次发表的出版物涉及的是在LiNbO₃基体上布置为X形状的数字光学开关，输入区中两个相近的波导的宽度是不同的。输出波导从接触点起被电极包围。输入区的两个输入波导之间和输出区中从接触点引出的两个波导之间有一个角度θ(θ＜＜Δβ/γ)，Δβ是两个对称模式的传播常数的平均差值，γ是波导环境中的横向波常数。对于这一四端数字电光开关来说，在考虑其宽度上非对称输入波导的情况下，切换过程建立在绝热模式演变的基础上。由此，通过对输出波导进行相应的控制，实现有目的地在DOS(数字光学开关)的波导中只引入一种确定的模式。

在EP 0457 406中介绍了数字光学开关，在这一开关中输入区的输入波导有非对称形式，输出区的输出波导有非对称或对称形式，并可用电力切换。输入区和输出区中波导形式的非对称性通过直线形地和弯曲形地相互接近或远离的波导实现。与上述DOS相比，借助于在输入区域相互接近的弯曲形式或在输出区域相互远离的波导应能实现部件缩短。

对于2×2DOS来说，在所述布置的现有技术中，至少部分地已在输入和/或输出区的形成中实现了绝热模式演变原理所需的非对称。绝热光传播只能在波导参数有很小变动的情况下进行，这样，以一个给定的基本模式(基模)入射到开关上的光能基本上也以这种模式保留，不发生任何模式变化。如果处于很低模式级中的光能入射到开关上，那么，光将通过具有较高折射率的输出波导传输，于是当开关中的光能传输基本上以绝热方式进行时，将产生较高的消光比。

此外，众所周知，数字光学开关由1×2-Y-分路器组成。在ECOC’95-布鲁塞尔大会上报导了关于聚合体基体上的数字热光学1×2开关(参看Proc.21stEur.Conf.On Opt.Comm.，1063-1065页)，在这篇报导中将波导埋藏起来，输出支路间有-0.12°的角度，两个支路的热电极被完全覆盖。在给一个输出支路加热时，光将处于未加热的支路中，然后，当控制功率在130mW到230mW之间时，在加热支路中测量的消光系数优于20dB。当控制功率约在180mW时，消光系数达到27dB。

在ECOC’95-布鲁塞尔大会的另一篇报导中第一次介绍了1×8DOS，它由三个1×2开关的级联组成(参看Proc.21^stEur.Conf.OnOpt.Comm.，1059-1062页)。在这种解决方法里也在聚合体波导中用上了热—光效应，它可在很小的控制电压下产生大的折射率变化，并由此能有目的地产生模式性能。

发明内容

本发明的任务在于，介绍有两个输入端和两个输出端的数字光学开关，在这一开关中，根据应用范围可灵活调节绝热模式演变的条件，但从技术上来说可以简单实现。

发明的任务这样完成：本发明的数字光学开关包括输入区和输出区，以及根据绝热模式演变来控制对光传播状态的影响的部分；输入区中具有第一输入波导和第二输入波导，这两个波导逐渐相互接近，直到其相互作用区中的某一点，并在该点接触；输出区中具有第三输出波导和第四输出波导，从前面提到的那点到相互作用区域外的某一点这两个输出波导逐渐相互远离；输出区的波导与输入区的波导相连，

在数字光学开关中，就光的传播方向来说，开始提到的输入区第一输入波导与第二输入波导和输出区第三输出波导与第四波导在横截面、折射率上相互相同，并且它们在关于光传播方向的布局上是对称的，具有局部变化宽度的结构电极与波导相邻地布置，输入区的电极和输出区的电极是设计得可被电控的。