与偏振无关的双向2×2光纤光开关

本文提出了新颖的与偏振无关全光 2× 2光纤光开关结构 ,采用自由空间光互连模块 ,能够实现 2× 2与偏振无关的双向光纤光开关直通和交换功能。以此为基础 ,提出了新的全光 4× 4光纤光开关的光学实现方法。该光开关具有光学元件少、结构紧凑、易于光学装配等特点     

与偏振相关和无关的4×4自由空间光开关

设计了一种由相位型空间光调制器（PSLM）、偏振光分束器（PBS）、反射镜、半波片（HWP）和四分之一波片（QWP）构成的2×2光开关。该光开关所用器件少,具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。在此基础上通过2×2光开关的级联,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块,根据其路由控制表对该实验模块功能的实现进行了分析。为与之作比较,还提出了一种与偏振相关的4×4光开关,该光开关利用对信号光偏振态的控制进行路由选择,以实现所需的交换和排序。     

一种新的与偏振无关的双向2×2光开关的设计

设计了一种由偏振光分束器（PBS）、位相型空间光调制器（PSLM）、反射镜、半波片（HWP）和1/4波片（QWP）构成的2×2光开关。该光开关所用器件少,具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。进而通过2×2光开关的级连,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块。     

SOI光波导和集成波导光开关矩阵

报道了基于SOI (silicon-on-insulator）材料的光波导和集成波导光开关矩阵的最新研究进展. 给出了截面为梯形的脊波导的单模条件，设计制备了MMI (multimode interference）集成耦合器和基于Mach-Zehnder光波导干涉仪的热光型2×2光开关，开关转换速度达到了5～8μs，驱动功耗仅为140mW，是当前国际上同类型光开关中转换速度最快的. 在此基础上制备成功了4×4波导光开关矩阵，并实现了光信号在不同信道间的转换.     

基于MOEMS的无阻塞阵列光开关

上海光机所信息光学实验室和上海交大微纳米技术研究院的研究人员最近研制成功了一种基于微光电子机械系统(MOEMS)的无阻塞16×16阵列光开关。基于MOEMS的无阻塞16×16阵列光开关是根据“多路对多路塞机械光开关”等多项专利技术,利用MEMS技术制备的微电磁执行器,采取优化的Benes网络结构,以2×2和4×4光开关为基本单元,构成的16×16阵列光开关具有运动部件少、可靠性高和稳定性强等特点。在研制该开关的过程中,科研人员特别重视对16×16阵列光开关中2×2和4×4光开关器件的可靠性和稳定性工艺技术的深入研究,实现了2×2和4×4MEMES…     

混洗网络中光开关矩阵研究

基于偏振控制技术,利用偏振光分束器和位相型空间光调制器构建1×2和2×1的节点开关单元,节点开关单元各端口间按照特定的映射规则和连接关系以光纤实现互连,从而得到一种新型的4×4光开关矩阵.该 4×4光开关矩阵利用位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制实现路由,通过对其各输入端口光信号路由状态的分析表明,它可以完成信号光点对点的全排列无阻塞的输出与交换,同时,还具备部分的多点组播功能.该矩阵开关具有交换速度快、插入损耗小、串话低、性能稳定等特点,对于构建大规模的光互连网络具有一定的帮助.     

基于MOEMS的无阻塞阵列光开关

上海光机所信息光学实验室和上海交大微纳米技术研究院的研究人员最近研制成功了一种基于微光电子机械系统(MOEMS)的无阻塞16×16阵列光开关。基于MOEMS的无阻塞16×16阵列光开关是根据“多路对多路塞机构光开关”等多项专利技术,利用MEMS技术制备的微电磁执行器,采取优化的Benes网络结构,以2×2和4×4光开关为基本单元,构成的16×16阵列光开关具有运动部件少、可靠性高和稳定性强等特点。在研制该开关的过程中,科研人员特别重视对16×16阵列光开关中2×2和4×4光开关器件的可靠性和稳定性工艺技术的深入研究,实现了2×2和4×4MEMES…     

自由空间与偏振无关的1×N和N×1光开关设计

基于光开关在全光通信和光互连网络中的重要作用，设计了由偏振光分束器（PBS）、相位型空间光调制器（PSLM）和反射镜构成的1×N和N×1光开关模块，其中N＝2m，m＝1，2，3…。该设计利用PSLM对信号光偏振态的控制，在自由空间实现信号的路由和切换，信号光的P光分量和S光分量同时参与工作，并在输出端口重新会合，因此光开关表现出与信号光偏振态无关的特点。同时，该光开关所用器件少，具有结构简单紧凑、控制方便灵活和操作迅速快捷等特点，而且具有很强的重构与升级能力，对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。     

与偏振相关和无关的4×4自由空间光开关

设计了一种由相位型空间光调制器(PSLM)、偏振光分束器(PBS)、反射镜、半波片(HWP)和四分之一波片(QWP)构成的2×2光开关。该光开关所用器件少,具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。在此基础上通过2×2光开关的级联,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块,根据其路由控制表对该实验模块功能的实现进行了分析。为与之作比较,还提出了一种与偏振相关的4×4光开关,该光开关利用对信号光偏振态的控制进行路由选择,以实现所需的交换和排序。     

基于双面反射镜的N×N光开关的特性分析和实验研究

报道了基于双面反射镜的N×N光开关器件。介绍了使用双面反射镜的2×2，4×4光开关的集成光路设计和工作原理；采用Benes网络，以2×2和4×4光开关为基本单元的N×N光开关器件的整体结构，并根据“一笔画”原理，分析了4×4，8×8和16×16光开关矩阵的可重排无阻塞特性和光开关矩阵的光路选择算法。最后，基于2×2，4×4光开关技术制备了16×16光开关矩阵。测试表明，该器件具有良好的插入损耗、回波损耗、串扰和开关时间等性能，从而验证了设计思想和工艺的可行性。在基于双面反射镜的光开关矩阵中，双面反射镜的使用大大减少了光开关矩阵中运动镜片的数量，简化了控制程序，并有利于提升光开关器件的可靠性能，有望在中小型光交换机、网络管理和光路测量中获得应用。     

A high-speed 4×4 Ti:LiNbO3 integrated optic switchat 1.5 μm

The operation of a fully packaged and pigtailed polarization dependent Ti:LiNbO₃ 4×4 integrated optic switch with an operating wavelength of 1.5 μm is demonstrated. The switching matrix is fast, with a measured 3-dB small-signal bandwidth greater than 1 GHz. Unwanted cross modulation between channels due to coupling between switching elements was measured and found to be less than -20 dB of the signal strength. The switch is composed of balanced bridge switching elements having a 17-V switching voltage, an 18 dB extinction ratio, and an excess optical loss of 0.6 dB     

一种低成本智能全光波长交叉交换连接器的设计和实现

报道了一种采用多个4×4,一个8×8光开关以及固定波长转换器组成的大容量全光波长交叉交换连接器(OWXC)的新颖结构,可以实现低串扰、低延迟的无阻塞光信号交换和转换,降低成本30%左右。同时,提出了应用于该结构的智能控制信号传输帧结构以及通过设置可用波长被锁定的时间门限来实现三种具有服务等级的智能光链路建立方式。实验结果显示,一条光链路从被断开到自动重新建立的时间是22 ms,可以实现人工、自动和半自动三种链路建立方式以及三根光纤,24个波长的全无阻塞交换,交换容量达到960 Gb/s。对组建大容量的光交叉连接(OXC)具有参考意义。     

Polymeric Waveguide Optical Switch With Bascule Structure Using Novel Trench Forming Process

We develop a polymeric waveguide optical switch with a bascule structure. Our novel matrix switch diverts light from one waveguide to a crossing waveguide in a polymeric waveguide film, using total internal reflection (TIR) of the interface between a waveguide and a trench at the waveguide cross point by mechanical actuation. The key technique for achieving a low-loss property is a novel cleaving method of forming trenches at waveguide cross points. We achieved a loss of 5 dB for the longest path of an 8 times 8 matrix switch demonstrator, high speed switching operation up to 100 mus, and reliable performance over 10 million times switching.     

自由空间奇数端口非对称型光开关研究

有别于传统的偶数端口对称型光开关设计,本文采用积木叠层方法设计,结构非对称、奇数端口的2×3和3×3光开关;各光开关基本功能单元结构类似,均由偏振光分束器(PBS)、相位型空间光调制器(PSLM)和反射镜组成;利用成熟的偏振控制技术实现信号光的控制和路由选择,有效避免路径的冲突与阻塞。这种设计具有结构简单紧凑、控制方便灵活、双向操作、与偏振无关、即插即用、易集成、易扩容和升级等特点。对2×2光开关单元的实验分析表明,该光开关插损小、串扰低和可靠性高,对于构建大规模的奇数端口和非对称结构的交换矩阵有帮助。     

4×4 digital optical matrix switch using polymeric oversizedrib waveguides

For the first time the concept of oversized rib waveguides has been employed in a complex integrated optical device. Using commercially available polymers, a strictly nonblocking 4×4 digital optical matrix switch with full functionality has been realized. The matrix consists of 24 1×2 switching elements and showed a polarization independent average crosstalk of -28.8 dB     

Guided-wave optical gate matrix switch

An optical gate matrix switch that is made by integrating InGaAsP laser diode gates with high-silica guided-wave splitter and combiner circuits in a hybrid fashion is proposed and demonstrated. It provides point-to-multipoint switching. A preliminary experiment for a 4×4 matrix switch shows that the switch is capable of more than 400-Mb/s bandwidth signal switching     

Single-mode guided-wave optical gate matrix switch using Mach-Zehnder interferometer gates

A 4 × 4 optical gate matrix switch is fabricated from high-silica single-mode guided-wave optical circuits. Mach-Zehnder interferometer circuits operated by electrical heating are used as optical gates. The switch has a 400 Mbit/s switching bandwidth.     

2$,times,$ 2 InP Optical Switching Matrix Based on Carrier-Induced Effects for 1.55-$mu$m Applications

This letter demonstrates a 2times2 low optical crosstalk and low power consumption switching matrix device based on carrier-induced effects on an InP substrate. The matrix device comprises two digital optical switches (DOSs) with a wide multimode Y-junction associated with a sinusoidal passive integrated optical circuit with an optimized X-crossing. The passive structure was designed using a two-dimensional beam propagation method (BPM) and the entire InP-InGaAsP-InP DOS was designed using a semivectorial three-dimensional BPM. The fabricated 2times2 InP switching matrix heterostructure with lambdag=1.3 mum exhibits optical crosstalk as low as -30.5 dB for drive current of 52 mA at 1.55-mum wavelength. Maximum crosstalk change of 4 dB is measured under optical polarization variation.     

基于液晶光子晶体波导耦合的光开关特性分析

提出了一种基于液晶光子晶体波导耦合的光开关结构。采用平面波展开法(PWE)分析了光开关耦合区域的色散关系,分析表明可以通过设计适当的耦合区域长度使该结构对不同波长的光实现2×2光开关的功能。以工作波长1550nm和1565nm为例,用时域有限差分法(FDTD)对光开关的性能进行了仿真分析,结果表明开关具有低的插入损耗和高的通道隔离度,开光响应时间在毫秒量级。     

4 × 4 optical-gate matrix switch

An optical gate-based matrix switch is proposed and a switching function in a 4 × 4 experimental switch is demonstrated. The experimental switch is composed of fiber-type splitters, a lantham-modified lead zirconate-titanate solid solution (PLZT) optical-gate array, and fiber-type combiners. The switch has a broad bandwidth of 400 Mbit/s for nonreturn-to-zero (NRZ) optical signal transmission. A possible maximum matrix size is discussed theoretically based on optical power level and optical crosstalk.