RU2345392C1 - Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор - Google Patents
Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345392C1 RU2345392C1 RU2007130924/28A RU2007130924A RU2345392C1 RU 2345392 C1 RU2345392 C1 RU 2345392C1 RU 2007130924/28 A RU2007130924/28 A RU 2007130924/28A RU 2007130924 A RU2007130924 A RU 2007130924A RU 2345392 C1 RU2345392 C1 RU 2345392C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- fiber
- optical fibers
- light guides
- optical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
- G02F1/3135—Vertical structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к активным элементам волоконно-оптических систем связи. В коммутаторе подложка выполнена из материала, обладающего электрооптическим эффектом, световоды разделены на две группы и сформированы на противоположных плоскостях подложки, взаимно пересекаясь, в областях пересечения участки световодов выполнены коллинеарными, управляющие электроды с системой коммутации и электрод, подключаемый к общей шине, расположены сверху областей пересечения световодов с разных сторон подложки, а области подключения коммутируемых волоконно-оптических линий связи и контакты подключения управляющих напряжений и общей шины размещены по краям подложки. Технический результат - увеличение числа коммутируемых каналов, уменьшение вносимых потерь и увеличение степени интеграции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к активным элементам волоконно-оптических систем связи, элементам интегральной оптики, системам оптической обработки информации.
Известны устройства коммутации для волоконно-оптических систем связи, основанные на различных физических принципах - механическом, термическом, электрооптическом и других. Эти устройства позволяют коммутировать оптические сигналы в одной или паре связанных оптических линий. Известны устройства, интегрирующие отдельные коммутаторы световых потоков в волоконно-оптических линиях связи, основанные на объединении отдельных коммутаторов в единый блок на общем основании. Такой подход с одной стороны, не позволяет получить высокую степень интеграции при большом числе коммутируемых каналов, а с другой стороны при построении многоканальных коммутаторов ведет к появлению высоких вносимых и поляризационных потерь, так как они строятся на основе каскадирования базовых элементов (БЭ) 2×2. При этом на пути оптического сигнала от входного порта к выходному излучение проходит большое число БЭ переключения. Например, для размера коммутатора 8×8 в зависимости от схемы коммутируемой сети связи требуется от 20 до 64 БЭ.
Известны также устройства многоканальной коммутации, основанные на распараллеливании коммутируемых каналов. Этот подход позволяет повысить степень интеграции за счет использования для коммутации большого числа электрооптических коммутаторов, выполненных на одной пластине из материала, обладающего электрооптическими свойствами, например из ниобата лития. Типичным примером такого решения является многоканальный волоконно-оптический коммутатор, описанный в патенте RU 2107318 С1, кл. G02F 1/295, 1/315, который выбран в качестве прототипа. Прототип содержит пластину из электрооптического материала, в которой сформированы L волноводных каналов, к входам которых с помощью набора входных волоконно-оптических кабелей подведены сигналы от М разветвителей, установленных на входных концах кабелей, а к выходам волноводных каналов с помощью набора выходных волоконно-оптических кабелей подключены N систем мультиплексирования. Коммутация волноводных каналов осуществляется за счет использования электрооптического эффекта в материале пластины (ниобате лития) путем подачи управляющих напряжений на управляющие электроды, нанесенные на противоположные грани волноводных каналов. В совокупности общее число коммутаторов, сформированных таким образом, составляет L≤M×N. Число ответвлений в каждом из М входных разветвителей меньше или равно N, а число входов в каждом из N мультиплексоров меньше или равно М.
Недостатками такого коммутатора, также как и других аналогичных ему являются:
1. Наличие М разветвителей, включенных между выходами подводящих сигнал волоконно-оптических линий связи и собственно коммутаторами, что неизбежно вызывает ослабление сигналов.
2. Наличие N мультиплексоров, что приводит к дополнительному ослаблению передаваемых сигналов.
3. Наличие большого числа соединительных волоконно-оптических кабелей между разветвителями, коммутаторами и выходными мультиплексорами, которые также ослабляют сигналы.
Все это делает неэффективной работу устройства при большом числе коммутируемых каналов и не позволяет обеспечить высокую степень интеграции подобных устройств.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей коммутирующих устройств, увеличение числа коммутируемых устройством каналов, уменьшение вносимых потерь и увеличение степени интеграции.
Цель достигается тем, что интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор (ИМВОК) предлагается выполнить в виде многослойной планарной системы, которая представляет собой плоскую подложку из электрооптического материала, на противоположных плоскостях которой сформированы наборы взаимно пересекающихся световодов и системы управляющих электродов. По краям подложки расположены области подключения световодов к волоконно-оптическим линиям связи и контакты управляющих электродов.
На фиг.1а, б, в и фиг.2 представлены варианты выполнения ИМВОК.
На противоположных плоскостях подложки 1, изготовленной из электрооптического материала, например ниобата лития или его структурных аналогов, сформированы две группы взаимно пересекающихся световодов 2 и 3, как показано на фиг.1а и фиг.1в. В областях пересечения световодов 2 и 3, созданы участки световодов, на которых они коллинеарны (фиг.1б). Над областями пересечения световодов, на одной стороне подложки, расположены управляющие электроды 4, с системой коммутации 5, а на другой стороне электрод 6, подключаемый к общей шине (фиг.1в). По краям подложки размещены области подключения входных 7-7' и выходных 8-8' волоконно-оптических линий связи, а также контакты подключения управляющих электродов 9 и контакты подключения общей шины 10 (фиг.1a). Возможен вариант, когда на подложке 1 может располагаться интегральная схема 11, формирующая управляющие напряжения (фиг.2).
Работает ИМВОК следующим образом.
Коммутируемые сигналы через области подключения входных 7-7' волоконно-оптических линий связи поступают на входы световодов 2 и 3. В областях пересечения световодов 2 и 3, расположенных на разных сторонах подложки 1 (фиг.1б), они вместе с управляющими электродами 4, электродом 6, подключаемым к общей шине и участком подложки 1, выполненным из электрооптического материала, образуют разветвитель-коммутатор Х-типа (Скляров O.K. Волоконно-оптические сети и системы связи. М., «СОЛОН-Пресс», 2004). При подаче управляющего напряжения между управляющим электродом 4 и электродом 6, подключенным к общей шине, происходит переключение оптического сигнала из световода 2, расположенного на одной стороне подложки 1, в световод 3, расположенный на другой стороне подложки 1. При этом для переключения из одного световода в любой другой световод требуется срабатывание не более двух коммутаторов, что позволяет свести до минимума потери на коммутацию оптических сигналов. Для повышения быстродействия, уменьшения паразитных связей и повышения степени интеграции ИМВОК интегральная схема 11, формирующая управляющие напряжения, может быть расположена на той же подложке 1 (фиг.2).
Claims (2)
1. Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор, включающий подложку, «m» световодов и систему управляющих электродов, отличающийся тем, что подложка выполнена из материала, обладающего электрооптическим эффектом, световоды разделены на две группы и сформированы на противоположных плоскостях подложки, взаимно пересекаясь, в областях пересечения участки световодов выполнены коллинеарными, управляющие электроды с системой коммутации и электрод, подключаемый к общей шине, расположены сверху областей пересечения световодов с разных сторон подложки, а области подключения коммутируемых волоконно-оптических линий связи и контакты подключения управляющих напряжений и общей шины размещены по краям подложки.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что интегральная схема, формирующая управляющие напряжения, размещена непосредственно на подложке совместно с системой коммутации управляющих электродов и электродом общей шины.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130924/28A RU2345392C1 (ru) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор |
| PCT/RU2008/000477 WO2009031931A2 (fr) | 2007-08-13 | 2008-07-21 | Commutateur à fibre optique multivoie intégré |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130924/28A RU2345392C1 (ru) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2345392C1 true RU2345392C1 (ru) | 2009-01-27 |
Family
ID=40351748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007130924/28A RU2345392C1 (ru) | 2007-08-13 | 2007-08-13 | Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2345392C1 (ru) |
| WO (1) | WO2009031931A2 (ru) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4172630A (en) * | 1978-04-13 | 1979-10-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multimode electrooptic waveguide switch |
| JPH03256027A (ja) * | 1990-03-06 | 1991-11-14 | Fujikura Ltd | 光スイッチ |
| FR2660439B1 (fr) * | 1990-03-27 | 1993-06-04 | Thomson Csf | Structure guidante integree en trois dimensions et son procede de realisation. |
| JP3654383B2 (ja) * | 1995-12-07 | 2005-06-02 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 光アド／ドロップ多重素子 |
| US6385376B1 (en) * | 1998-10-30 | 2002-05-07 | The Regents Of The University Of California | Fused vertical coupler for switches, filters and other electro-optic devices |
| US6738541B2 (en) * | 2001-09-18 | 2004-05-18 | Agilent Technologies, Inc. | Optical switch comprising two non-coplanar arrays of optical waveguides |
| JP2003156644A (ja) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Seiko Epson Corp | 方向性結合器および光通信用装置 |
-
2007
- 2007-08-13 RU RU2007130924/28A patent/RU2345392C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-07-21 WO PCT/RU2008/000477 patent/WO2009031931A2/ru active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009031931A3 (fr) | 2009-05-14 |
| WO2009031931A4 (fr) | 2009-07-02 |
| WO2009031931A2 (fr) | 2009-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5892864A (en) | Optical 1×N and N×N switching matrix having a tree structure | |
| CA1176093A (en) | Tunable polarization independent wavelength filter | |
| AU2014235949B2 (en) | Wavelength selective switch having integrated channel monitor | |
| US20160360301A1 (en) | Contentionless NxM Wavelength Cross Connect | |
| JP5913139B2 (ja) | 導波路型光スイッチ | |
| DE60023048T2 (de) | Optische Raumkoppelfelder mit Mehrtor-Kopplern | |
| CN107407779B (zh) | 用于管理波长选择开关中各端口之间的分集和隔离的光学装置 | |
| EP0152991A2 (de) | Integriert-optische Wellenlängenmultiplex- und -demultiplexeinrichtung für Monomode-Übertragungssysteme und ihre Verwendung | |
| EP3133749A1 (en) | Optical switch based on liquid crystal grating | |
| JPH01155323A (ja) | 偏光指向性カップラ | |
| EP1299967B1 (en) | Bragg grating assisted mmimi-coupler for tunable add-drop multiplexing | |
| TWI240841B (en) | Scalable and mass-manufacturable OXC using liquid crystal cells | |
| RU2345392C1 (ru) | Интегральный многоканальный волоконно-оптический коммутатор | |
| EP1266473B1 (en) | Apparatus and method for wavelength selective switching | |
| Wu et al. | Large-port-count MEMS silicon photonics switches | |
| Wu et al. | Large-scale silicon photonic switches | |
| WO2016174876A1 (ja) | 光信号処理装置 | |
| EP3745617B1 (en) | Optical cross-connect device | |
| RU2107318C1 (ru) | Многоканальный волоконно-оптический коммутатор | |
| KR20030025291A (ko) | 액정 기반 전기 광학 장치, 특히 스위치를 형성하는 장치 | |
| DE10241203A1 (de) | Leiterplatte mit elektrischen Leiterbahnen und Mitteln zur elektro-optischen und/oder optisch-elektrischen Wandlung | |
| KR20030020748A (ko) | 파장분할 다중화 전송장비의 광채널 스위치 및 그 제어방법 | |
| US6904189B2 (en) | Fast wavelength-selective switch elements and switch matrices | |
| JP6431461B2 (ja) | 光入出力装置 | |
| Riza et al. | Compact switched-retroreflection-based 2 x 2 optical switching fabric for WDM applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110814 |