CN111965848A - 一种光控光开关及其工作方法 - Google Patents

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Qingdao Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光控光开关及其工作方法，包括：光吸收型衰感器、无源波分器和光衰减器；所述光吸收型衰感器接收不同波长的第一信号光和第二信号光并发送至无源波分器，且第一信号光频率高于第二信号光；所述无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，分离后的第一信号光被光衰减器衰减吸收。通过基于二维材料构建的光吸收型衰减器和无源波分器连接，光吸收型衰减器接收射入的光信号，由无源波分器进行分离，光吸收型衰减器吸收高频的光信号，抑制吸收低频光信号，实现对光开关的控制。

Description

一种光控光开关及其工作方法
技术领域
本发明涉及光开关技术领域，特别是涉及一种光控光开关及其工作方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
光开关主要分为电控光开关和光控光开关两种类型。其中电开关主要有MEMS光开关、液晶光开关、波导开关、声光开关等，其需要相应的电信号来控制传输光的开关作用，不便于全光网的使用。
光控光开关完全利用光与介质的相互作用实现对传输光的开关作用，对全光网络的发展具有重要意义。目前发展的光控光开关主要类型有：
M-Z型光控光开关，其基于光干涉原理的光开关，主要通过控制两束光的光程形成相干增强或抵消实现光开关功能。
反射型光开关，其主要利用物质的饱和吸收特性，当信号光入射反射镜时几乎被完全吸收，信号光处于断开状态；当控制光入射后，引起发射镜的饱和吸收，信号光放射强度提高，达到接通状态。
克尔型光开关，其主要利用材料的非线性光学效应，通过控制光使信号光偏振状态产生变化来实现光开关功能。
频移型光开关，其主要通过控制光改变非线性波导载流子浓度变化，使同时通过的信号光产生频移来实现光开关功能。
光子晶体型光开关，其主要利用光子带隙材料的性质，通过控制光的于光子晶体的作用，改变晶体物理参数，实现信号光的开关功能。
以上光控光开关各有优势，但还处于进一步研究中，在应用上还不成熟；而目前未见基于二维材料高频抑制光吸收特性的光控光开关。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种光控光开关及其工作方法，通过基于二维材料构建的光吸收型衰减器和无源波分器连接，光吸收型衰减器接收射入的信号光，由无源波分器进行分离，高频信号光直接被衰减吸收，抑制对低频信号光的吸收，实现对光开关的控制。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种光控光开关，包括：光吸收型衰感器、无源波分器和光衰减器；
所述光吸收型衰感器接收不同波长的第一信号光和第二信号光并发送至无源波分器，且第一信号光频率高于第二信号光；
所述无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，分离后的第一信号光被光衰减器衰减吸收。
第二方面，本发明提供一种光控光开关的工作方法，包括：
不同的波长的第一信号光和第二信号光入射至光吸收型衰感器，并传输至无源波分器中；
无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，第一信号光被光衰减器衰减吸收，且第一信号光频率高于第二信号光，抑制对第二信号光的吸收。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明根据二维材料的高频抑制吸收特性，光吸收型衰减器接收射入的信号光，由无源波分器进行分离，高频信号光直接被衰减吸收，抑制对低频信号光的吸收，实现光控光开关功能，克服已有光控光开关应用的局限性，提供一种基于二维材料高频抑制光吸收特性的光控光开关结构。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的光控光开关结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的二维材料光吸收型衰感器结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种光控光开关，包括：光吸收型衰感器、无源波分器和光衰减器；
所述光吸收型衰感器接收不同波长的第一信号光和第二信号光并发送至无源波分器，且第一信号光频率高于第二信号光；
所述无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，分离后的第一信号光被光衰减器衰减吸收。
在本实施例中，所述光吸收衰感器一端与无源分波器通过光纤相连接，另一端接收不同波长的第一信号光和第二信号光并发送至无源波分器，无源波分器与光衰减器连接，分离出的高频信号被光衰减器吸收；
如图2所示，所述光吸收型衰感器是基于二维材料光吸收特性制成的光吸收型衰减器，包括二维材料、电磁屏蔽壳和波导材料，其中：
所述二维材料包裹在波导材料内，电磁屏蔽壳包裹在波导材料外；
优选地，二维材料与波导材料之间存在间隙；通过延长波导材料的光波与二维材料作用时间与距离、作用次数等方式，增强与二维材料的作用强度；
可以理解的，二维材料也可以贴合在波导材料表面，被波导材料包裹。
在本实施例中，电磁屏蔽壳包裹在波导材料外，以屏蔽外界电磁场的影响；
可以理解的，电磁屏蔽壳也可以包裹在传感器外，以屏蔽外界电磁场对传感器的影响。
在本实施例中，二维材料选择石墨烯，由于石墨烯能带结构，其对光的吸收波长具有宽频谱的特性，由于Plauli不相容原理的限制，高频率波长对低频率波长光存在吸收抑制的性质；因此可根据此性质制作光控光开关。
在本实施例中，不同波长的控制光和信号光通过光纤导引射入石墨烯光吸收型衰感器，控制光波长λ1小于信号光波长λ2，无源波分器对不同波长的光进行分离，实现波长为λ1的控制光和波长为λ2信号光的分离作用；
在本实施例中，基于石墨烯的光吸收型衰减器具有高频率波长对低频率波长光存在吸收抑制的特性，光控光开关的控制光频率大于信号光的频率，波长为λ1的高频控制光分离出后直接被光衰减器衰减吸收，而被抑制吸收的波长为λ2的低频信号光通过连接的光纤射出；
本实施例中频率高的控制光可抑制对频率低的信号光的吸收，通过高频控制光抑制二维材料对低频信号光的吸收，实现光控光开关功能。
实施例2
本实施例提供一种光控光开关的工作方法，包括：
不同的波长的第一信号光和第二信号光入射至光吸收型衰感器，并传输至无源波分器中；
无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，第一信号光被光衰减器衰减吸收，且第一信号光频率高于第二信号光，抑制对第二信号光的吸收。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种光控光开关，其特征在于，包括：光吸收型衰感器、无源波分器和光衰减器；
所述光吸收型衰感器接收不同波长的第一信号光和第二信号光并发送至无源波分器，且第一信号光频率高于第二信号光；
所述无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，分离后的第一信号光被光衰减器衰减吸收。
2.如权利要求1所述的一种光控光开关，其特征在于，所述第一信号光波长小于第二信号光的波长。
3.如权利要求1所述的一种光控光开关，其特征在于，所述光吸收型衰感器基于二维材料光吸收特性制成，所述光吸收特性为高频率波长信号光对低频率波长信号光存在吸收抑制作用。
4.如权利要求1所述的一种光控光开关，其特征在于，所述光吸收型衰感器包括二维材料、电磁屏蔽壳和波导材料；
所述二维材料包裹在波导材料内，电磁屏蔽壳包裹在波导材料外。
5.如权利要求4所述的一种光控光开关，其特征在于，所述二维材料与波导材料之间存在间隙或贴合在波导材料表面。
6.如权利要求4所述的一种光控光开关，其特征在于，延长波导材料光波与二维材料作用的时间、距离以及作用次数，增强波导材料与二维材料的作用强度。
7.如权利要求4所述的一种光控光开关，其特征在于，所述电磁屏蔽壳屏蔽外界电磁场的影响。
8.如权利要求4所述的一种光控光开关，其特征在于，所述二维材料采用石墨烯。
9.如权利要求1所述的一种光控光开关，其特征在于，所述光吸收型衰感器一端与无源分波器通过光纤相连接，另一端接收不同波长的第一信号光和第二信号光并发送至无源波分器。
10.一种光控光开关的工作方法，其特征在于，包括：
不同的波长的第一信号光和第二信号光入射至光吸收型衰感器，并传输至无源波分器中；
无源波分器对第一信号光和第二信号光进行分离，第一信号光被光衰减器衰减吸收，且第一信号光频率高于第二信号光，抑制对第二信号光的吸收。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104678594A (zh) * 2015-01-30 2015-06-03 哈尔滨工程大学 一种微光纤光开关
JP2015227964A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 日本電信電話株式会社 光デバイス
CN105467509A (zh) * 2015-12-09 2016-04-06 燕山大学 一种基于石墨烯的光子晶体光纤
CN108459449A (zh) * 2018-03-05 2018-08-28 北京大学 基于石墨烯光纤的全光调制器及其调制方法
CN208672947U (zh) * 2018-09-29 2019-03-29 哈尔滨理工大学 一种基于石墨烯-微纳光纤结构的全光调制装置
CN112098706A (zh) * 2020-08-07 2020-12-18 国网山东省电力公司青岛供电公司 一种电压传感器及工作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015227964A (ja) * 2014-06-02 2015-12-17 日本電信電話株式会社 光デバイス
CN104678594A (zh) * 2015-01-30 2015-06-03 哈尔滨工程大学 一种微光纤光开关
CN105467509A (zh) * 2015-12-09 2016-04-06 燕山大学 一种基于石墨烯的光子晶体光纤
CN108459449A (zh) * 2018-03-05 2018-08-28 北京大学 基于石墨烯光纤的全光调制器及其调制方法
CN208672947U (zh) * 2018-09-29 2019-03-29 哈尔滨理工大学 一种基于石墨烯-微纳光纤结构的全光调制装置
CN112098706A (zh) * 2020-08-07 2020-12-18 国网山东省电力公司青岛供电公司 一种电压传感器及工作方法

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