Полностью оптический переключатель Введение
Полностью оптический коммутатор является основным элементом в сети оптической связи. Как ключ к реализации всей оптической сети, она имеет низкую мощность накачки, высокую эффективность переключения, характеристики быстрого отклика, поэтому в последние годы было уделено большое внимание.
С конца 1980-х годов по настоящее время многие исследовательские группы проводят углубленные исследования всех видов полностью оптических переключателей. Полностью оптический коммутатор является очень важной технологией, он может применяться в области оптической связи, оптических компьютеров, оптической обработки информации и оптической обработки данных. Оптический коммутатор, как ключевые компоненты полностью оптической сети нового поколения, в основном используется для обеспечения маршрутизации уровня освещенности, выбора длины волны, оптического мультиплексирования с добавлением-падением, оптического перекрестного соединения и защиты от самовосстановления. Следовательно, скорость отклика оптического переключателя, перекрестные помехи, характеристики вносимых потерь будут непосредственно влиять на качество оптической связи. Реализация оптической сети зависит от переключателей света, оптического фильтра, усилителя нового поколения, устройств с мультиплексированием с плотным разделением по длине волны и технического прогресса.
Кроме того, приложения оптических переключателей во полностью оптических сетях должны иметь быструю скорость отклика, низкие вносимые потери, низкие перекрестные помехи и нечувствительность к поляризации, должны также иметь интеграцию и масштабируемость, а также дешевизну, низкое энергопотребление, хорошую термическую стабильность и другие характеристики. Ожидается, что полностью оптический переключатель отразит его огромный потенциал в следующих областях применения.
(1) Скорость расчета компьютера зависит от увеличения скорости переключения элементов и уменьшения размера микросхемы, в связи с чем возникло узкое место. Разработка оптического компьютера является возможным выходом. Оптические компьютеры могут быть микросхемой быстрого фотонного переключения и микросхемой, составляющей внешние оптические межсоединения. Соответственно, оптический переключатель является ключом к развитию оптических компьютеров.
(2) Электронная связь постепенно заменяется волоконно-оптической связью для удовлетворения растущего спроса на пропускную способность. Технология мультиплексирования с плотным разделением по длине волны, передача сигнала по оптоволоконному каналу для достижения полного обмена оптическим сигналом также основывается на электронике, что ограничивает повышение скорости оптической связи. Поэтому полностью оптическая связь является ключом к полностью оптическому переключателю.
(3) волоконно-оптические системы связи в сети дальней связи, городской сети, сети доступа между оптическим коммутатором, требуемой для оптических перекрестных соединений, для завершения; Оптические коммутаторы сети между пользователями полагаются на OADM. Оптический мультиплексор кросс-коммутации и добавления-отбрасывания состоит из матрицы оптических переключателей. Таким образом, оптический переключатель является основой для полностью оптического переключения.
С 1970-х годов начал изучать оптическую бистабильность уже более 30 лет истории. Однако изучение полностью оптического переключения также сталкивается со многими практическими проблемами, в основном из-за трех причин.
(1) Полностью оптический переключатель основан на нелинейном эффекте третьего порядка. Требуемая оптическая мощность переключателя слишком высока, что часто занимает больше, чем интенсивность света сигнального света, более чем на пять порядков. В отличие от электронного выключателя с низким энергопотреблением, он не может обеспечить управление освещением с низким энергопотреблением.
(2) Из-за сильного входного света, вызванного сильным тепловым эффектом, в частности, в пике диэлектрического поглощения на устройстве переключения длины волны, поглощение тепла, так что устройство очень нестабильно и затрудняет достижение каскадной работы устройства.
(3) Распространение лазерного луча в средних микронах, плотность мощности не высока, но расстояние, ограниченное нелинейным эффектом, необходимое для получения нелинейной мощности, слишком сложно сжать до поперечного размера луча.
Поэтому снижение мощности переключения является изучением полностью оптического переключателя и является важной задачей. Подавая свет через волоконный волновод или плоский интегрированный оптический волновод, имеющий поперечный размер порядка длины волны, можно получить более высокую плотность мощности света и большую длину взаимодействия, тем самым значительно повышая эффективность генерации нелинейных оптических эффектов, и может снижать оптическое излучение. сила для достижения полностью оптического переключателя. Волноводный оптический переключатель становится основным объектом исследования. Кремниевые волноводы (включая оптическое волокно) в полосе связи поглощают мало, но нелинейно слишком слабо, накопление имеющейся кольцевой полости нелинейно.
