Лекции по Оптическим линиям связи и пассивным компонентам ВОСП   

13. Оптические кросс-коммутаторы

13.4 Термооптические коммутаторы

Этот тип коммутаторов основан на нескольких принципах работы:

- на использовании в качестве коммутирующего элемента нагреваемой иммерсионной жидкости между торцами коммутируемых оптических волокон;

- на вариациях коэффициентов преломления сердцевины и оболочки оптического волокна входного порта и коэффициентов преломления серцевин  оптических волокон выходных портов Y-разветвителя в зависимости от температуры;

- на основе интерферометров Маха – Цендера – ИМЦ (MZI); одно из плеч которого выполнено из термочувствительного оптического материала.

Последние в настоящее время получили широкое распространение. В этих коммутаторах используется явление изменения коэффициента преломления  nэф под действием температуры, вследствие чего изменяется постоянная распространения

.

Это, в свою очередь, ведёт к изменению разности фаз между двумя плечами интерферометра, рисунок 13.5, вызывающий эффект коммутации входного сигнала с одного выхода на другой.

Рисунок 13.5 – Термооптический коммутатор на основе интерферометра Маха-Цендера

Базовыми здесь являются коммутирующие элементы размера 2х2, которые при определенном каскадировании позволяет сформировать коммутаторы емкостью 8х8.

Основой базового элемента является интерферометр Маха-Цендера, построенный из двух последовательно включенных направленных разветвителей (3 дБ), связанных между собой двумя оптическими волокнами различной длины, для создания раз­ности фаз Dj. Учитывая, что каждый направленный разветвитель создает на выходах разность фаз , получаем разность фаз на выходах базового элемента  (выход 1) и bDL (выход 2). Выбирая DL так, что bDL=kp, получаем разность фаз между выходами, равную p, то есть сигнал со входа 1 попадает на выход 1, если для него равенство bDL=kp соответствует k нечетному, и на вход 2, если это равенство соответствует k нечетному. Локальный дозированный импульсный нагрев элемента, изменяющий левую часть равенства, эквивалентен изменению четности k, то есть приводит к факту коммутации сигнала с одного выхода на другой.

Термическая природа этих устройств делает их достаточно инерционными, кроме того, они обладают большими вносимыми потерями и малым переходным затуханием. Последнее может быть улучшено, если подложки устройств коммутатора будут выполнены не из кварцевого стекла, а из специальных полимеров.



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.