光开关的作用与分类

光开关可以实现光束在时间、空间、波长上的切换，在光网络中有很多应用场合，是光通讯、光计算机、光信息处理等光信息系统的关键器件之一。在光开关技术、以及其它关键光器件技术上有所突破，是建设全光网的关键所在。

广义上来说，光开关可以分为两个类型：干涉仪型和非干涉仪型。干涉仪型依靠于光路之中的相位关系，通过普克尔(Pockels)效应或热效应一般就可以达到相位控制。这类器件对环境非常敏感，尤其是对环境温度。它们对控制信号有循环响应，这些控制信号通常需要对光输出进行监视，亦即反馈，以维持所要求的状态。方向耦合器就是典型的干涉仪型开关。非干涉仪型可用多种多样的方式制成，它们对偏振、波长、温度和其他影响的敏感性低于干涉仪型器件，要控制这些影响很困难。对于非干涉仪型光开关，开关功能的动态范围(或开关比)可以非常高，而另一方面，在干涉仪型开关中的动态范围，则依靠于干涉束的光功率的精确平衡，而且通常精度较低并较难保持。

微机械光开关

微机械光开关技术是多学科交叉的新兴领域，融合了微电子与精密机械加工技术，包含微传感器、微执行器及信号处理、控制电路等，利用三维加工技术制造微米或纳米标准的零件、部件或集光机电于一体，完成一定功能的复杂微细系统，是实现“片上系统”的发展方向。对于光纤系统来说，微机械光开关技术已经成为探讨开关组件未来发展的一个极有希看的进门途径。已经报道过的很多微机械光开关有两个基本途径：或者通过微机械器件把光线运载到与微机械器件相连的波导或光纤上，或者用微机械元件来引导在自由空间传播的光束。微机械光开关现在处于研究或发展阶段，某些类型的商品供给大概不会太远了。

使用准直光束和N×N交叉点上的微机械，可移动镜面，非常直接地实现N×N交叉点光开关矩阵。镜面通常位于衬底上，在光束以外，但是可翻转，来截获光束并使它改变方向。最近这样的开关已经采用微机械制造工艺实现了。其表现出的开关时间在100μs以内。这样的光开关并不限于把一组光束耦合到需要传播的角度上的另外一组光束，例如该器件可切换按60°间隔安排的三束光线，也可以使用前后侧两方面的镜面来偏转光束。在所有的情况中，单一器件作用就如同N／2(1×2)或N／2(2×2)等光开关，其中N为被耦合的光束组的数目。同时这种构造导致了阻塞开关，而将这类开关装配到多级无阻塞开关中的方法已经被找到。

光开关在光纤测试系统、光纤网络、光信息处理等领域也有广泛的应用。例如，用于光交叉连接设备(OXC)，可直接进行光路切换，避免了光-电—光的转换过程，对不同的数据速率和协议是透明的，不仅节省了用度，而且进步了系统的信噪比。光开关矩阵还可以使任一输进端与任一输出端连接，由光开关矩阵构成的OXC主要用于核心光网络的交叉连接，实现光网络的故障保护、动态的路由治理、灵活地增加新业务等。

光开关是全光通信网相关器件中的一项核心技术。在全光网络中，端到端用户节点之间全是光路，始终保持光信号传送，没有任何光电变换器，也就是说，网络对光信号是"透明"的。就透明性来说，只要有光电变换，就只是半透明的。全透明当然是人们所希望的，这样可全面充分地利用光纤的传输潜力，使网络带宽几乎无限，对传送的信号无任何限制，对信号的处理很少，这样的网络是最经济可靠。在全光网中，最关键的技术，还是全光交换与路由技术，主要就是OXC，OADM的实现问题。

目前实现全透明光网络在技术上还有不少困难，例如，在直接组网与运营方面，还有不少全光组网技术及相应标准需要研究开发；此外，光交换机技术还未完全成熟。由于光开关是全光网络系统中的一种重要的基本光器件，无论是在空分、时分或波分复用系统中，光开关都有着广泛的应用，而光分插复用器、光交叉连接设备在长途WDM系统中又被广泛使用，因此，大力开发光开关技术并使之小型化，对全光网来说是非常重要的。MEMS光开关技术由于利于集成以及在诸多方面的优势，将是末来全光开关的重要发展方向之一。随着光开关技术的不断进步，特别是多功能集成光开关在关键技术上的突破，必将对全光通信网的发展起到巨大的促进作用。

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纤亿通光开关产品‍‍