광스위치, 광스위치의 분류, 광스위치의 작동 원리는 무엇입니까?
광 스위치는 광 전송 라인이나 집적 광 회로의 광 신호에 대해 상호 변환 또는 논리 연산을 수행할 수 있는 하나 이상의 선택 가능한 전송 창을 갖춘 장치입니다.
기계식 광 스위치: 낮은 삽입 손실, 높은 절연성, 긴 스위칭 시간(ms) 및 낮은 반복성.
기타 광 스위치: 짧은 스위칭 시간(ms), 작은 크기, 낮은 절연.
광 스위치의 특성 매개 변수
1. 삽입 손실(Insertion
loss)
2. 반사 손실(Return loss) > p>
loss)
입력단에서 반환되는 광전력과 입력 광전력의 비율입니다.
3. 격리
두 개의 격리된 출력 포트의 광 출력 비율입니다.
4.
누화
비전도성 포트에서 출력되는 광 전력에 대한 입력 광 전력의 비율입니다.
5. 소광비
도전 상태와 비전도 상태의 두 포트 사이의 삽입 손실의 차이입니다.
ER=IL-IL0
6. 스위칭 시간
스위치 포트가 특정 초기 상태에서 켜지거나 꺼지는 데 필요한 시간입니다. 스위치에 에너지가 적용되거나 제거되는 순간부터 계산됩니다.
광 스위치의 작동 원리:
1.
기계식 광 스위치
이동형 광섬유 광 스위치
모바일 미러 광 스위치
위의 두 가지 유형은 크기가 크고 통합 스위치 네트워크를 구현하기가 어렵습니다. 최근에는 마이크로머시닝 기술을 이용해 실리콘 웨이퍼 위에 다수의 이동 가능한 마이크로 렌즈로 구성된 스위치 어레이를 생성하는 집적 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 스위치를 개발하려는 노력이 진행되고 있다.
4개의 2개 세트
16개의 이동식 미러 광 스위치로 구성된 4MEMS 스위치 어레이
2
전기 광학 스위치
전기 광학 스위치의 원리는 일반적으로 재료의 전기 광학 효과 또는 전기 흡수 효과를 사용하여 재료의 굴절률과 빛의 위상을 변경하는 것입니다. 전기장의 작용, 그리고 빛의 간섭이나 편광을 이용하여 빛을 강한 돌연변이나 빛의 경로로 변화시킵니다.
전기광학 스위치는 일반적으로 포켈스 효과, 즉 광장(E)에 따라 굴절률(n)이 변화하는 전기광학 효과를 활용한다. 굴절률 변화와 광 필드 변화 사이의 관계는 다음과 같습니다.
그리고 광파 전송 거리 L에 따른 해당 위상 변화는 다음과 같습니다.
방향 결합 광 스위치
p>방향성 결합 장치 내 결합된 두 도파관의 광전력이 주기적으로 서로 변환됩니다.
방향성 결합기의 스위칭 특성
M-Z 간섭계 광스위치
p>
도파관 M-Z 간섭계는 널리 사용되는 광스위치이다. 이는 계단식으로 연결된 두 개의 3dB 커플러로 구성됩니다.
작동 원리:
두 개의 광 도파관 암의 전극에 전압 V 및 -V를 각각 적용하여 해당 전기장 E1 및 E2를 생성합니다. 따라서 도파관 팔에 의해 생성된 굴절률 변화는 다음과 같습니다.
대칭형 M-Z 간섭계의 경우 L1=L2=L인 경우 두 팔 사이의 위상차는 다음과 같습니다.
Df =p 전압은 반파장 전압입니다.
두 암 사이의 위상차는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
단자 ①에 입력되는 전계 세기가 E1이고, ③과 ④ 단자에서 출력되는 신호의 전계 강도는 E3
과 E4입니다. 커플러의 전송 방정식을 이용하면
단자 ③과 E4의 투과율을 얻을 수 있습니다. ④:
전압이 인가되지 않을 때, V=0, T3=0, T4=1, 반파장 전압 Vp를 더할 때, T3=1,
T4=0, 스위칭 기능을 실현합니다. 편광 강도 변조 광 스위치
는 전기 광학 위상 변조기, 편광기 P 및 분석기 Q로 구성됩니다.
이 전력 장치의 전력 변환 비율은 다음과 같습니다
3
열광학 스위치
열광학 스위치와 전기광학 스위치의 구조는 동일할 수 있지만 조명 효과를 생성하는 메커니즘은 다음과 같습니다. 다른. 여기서 열광학 효과란 전류 가열을 통해 매질의 온도를 변화시켜 매질의 굴절률과 빛의 투과 위상을 변화시키는 물리적 효과를 말합니다.
이는 온도에 따른 속도 변화이며 다음 관계식으로 표현될 수 있습니다.
4
액정 광 스위치
액정 광 스위치의 작동 원리 스위치
5
자기 광학 효과 광학 스위치
6. 음향 광학 스위치
음향 광학 효과는 기계적 물질을 통과하는 음파에 의해 변형이 발생하여 물질의 굴절률 주기가 발생하는 현상 브래그 격자가 형성되어 입력된 특정 파장의 빛이 회절되는 현상. 광 스위치는 빛을 편향시키기 위해 음향 격자를 사용하여 만들어집니다.
소리 및 조명 스위치의 작동 원리