第五章_光纤制造工艺和光器件.pptVIP

光纤通信器件 (5) 液晶光开关 液晶光开关技术利用液晶晶向在外电场的作用下会发生改变，晶向又影响在液晶中传输的偏振光的偏振态。 一般情况，设计液晶光开关时，液晶在未加电压时对偏振光的偏振态不会施加影响，保持原来的的偏振态在液晶中传播，当给施加一定电压后，液晶晶向的变化导致偏振态发生改变，使其旋转900，从而改变光信号的传输方向。 端口1 端口2 输入端 端口1 端口2 输入端 : 水平偏振 : 垂直偏振 : 光束位移器 : 液晶 (6) 全息光开关 全息光开关利用布拉格光栅实现对光的选择性反射。通过全息技术在晶体内部生成布拉格光栅，当没有外加电压时，光能直接通过晶体，从输出端口输出；反之，给晶体施加电压改变布拉格光栅的结构参数，此时布拉格光栅把光信号反射到另一个输出端口，达到切换光路的目的。 (7) 微机电系统(MEMS)光开关 MEMS (或MOEMS: 微光学电子机械系统)光开关被认为是全光网络中最有应用前景的一项光开关技术。 MEMS (Micro-Electro-Mechanical System)是指将微型机械、微型执行器、信号处理和控制电路等集于一体的可批量制作的微型器件或系统。而MOEMS (Micro-Opto-Electro-Mechanical System) 把微光学应用到微机电系统中，这是微机电系统在光纤通信中的重要应用。 微光学电机械芯片是包含一个或一个以上微机械元件的光系统或光电子系统，其应用遍及光纤通信、光显示、及光学传感等多个方面。 MEMS光开关的控制原理 MEMS光开关是利用机械开关的原理，同时利用平面波导技术，将微机械系统集成在单片硅基底上；实用化的MEMS光开关原理十分简单，其结构实质上是微镜片阵列，当进行光交换时，通过移动或改变镜片角度，把光信号直接送到或反射到光开关阵列的不同输出端。 镜片的移动、镜片角度的改变多采用静电法驱动或磁感应法驱动、光功率驱动、热驱动、电致伸缩法驱动。不同的驱动方式决定了MEMS光开关的控制和驱动电路的形式不同，由于MEMS对光器件的改变精度要求很高，因此对相关的控制和驱动电路很严格。 5 光分插复用器(OADM) OADM的作用是在通信网络节点处分下和插入一个或多个波长的光信号，它以光信号为操作对象，直接在光层上实现中间局站业务的分出和插入，抛弃了SDH的相关电设备；SDH的分插复用速率为155Mb/s，最大是2.5Gb/s，而OADM分插光信道，每个光信道的速率可以是2.5Gb/s或者是10Gb/s甚至更大，这也是OADM的分插复用速率，有效地克服了SDH终端设备的电子瓶颈问题。 OADM的实现方法 (1) 光纤光栅+环行器型OADM 环行器1 环行器2 1 2 3 1 2 3 n个波长输入 n个波长输出 控制部分 固定多波长OADM 波长可调谐OADM … DEMUX drop … MUX add … DEMUX drop … MUX add (2) 光纤光栅+M-Z干涉仪型OADM FBG λdrop λadd n个输入 MZI 3dB耦合器 3dB耦合器 n个输出 M-Z干涉仪的其中一个臂可以由PZT(压电陶瓷)控制，从而控制输出耦合器的相位。 环行器 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 多个波长输入 多个波长输出 滤波器 2 滤波器 环行器 光开关 可变光衰减器 (3) 薄膜滤波器+光开关型OADM Add λ1 Add λ2 Add λ3 Add λ4 Dropλ1 Dropλ2 Dropλ3 Dropλ4 λ1 λ2 λ3 λ4 λ1 λ2 λ3 λ4 3 3 (4) 波分复用器+光开关型OADM …… …… …… λadd λdrop n个输入信号 n个输出信号 光开关 DEMUX MUX …… …… 任意波长的业务都可以分插的OADM 利用波长变换器对上下路波长业务进行变换。 n个输入信号 n个输出信号 DEMUX MUX …… …… 波长变换器 add drop 光开关阵列 波长变换器 波长变换器: 顾名思义，就是改变信号光的波长，同时又保持信号光所承载的信息不变。 对早期铺设的1310nm窗口的通信光纤不适合采用WDM系统进行升级扩容，因此在复用和解复用处就需要波长变换器对波长进行变换。 不同的网络管理可能没有协调一致的波长分配，此时也需要波长变换器。 波长变换有光/电/光的方法和全光方法。前者首先将光信号解复用后转换为电信号，电信号再调制所需波长的激光器；后者还不成熟，正在研究中。 光分插复用可以在光码分多址组网技术构成的全光网络开放结构中按需要在光交叉连接设备的节点或光交换网络节点之间自由分接和复用。 6 光交叉连接器(OXC) 光交叉连接技