Introducción del interruptor totalmente óptico

- Mar 18, 2019-

Introducción del interruptor totalmente óptico

El interruptor totalmente óptico es el elemento principal en la red de comunicación óptica. Como la clave para realizar toda la red óptica, tiene una baja potencia de bombeo, alta eficiencia de conmutación, características de tiempo de respuesta rápido, se ha prestado mucha atención en los últimos años.

Desde finales de la década de 1980 hasta la actualidad, muchos grupos de investigación han llevado a cabo una investigación exhaustiva de todo tipo de conmutadores totalmente ópticos. El interruptor totalmente óptico es una tecnología muy importante, se puede aplicar al campo de las comunicaciones ópticas, las computadoras ópticas, el procesamiento óptico de información y el procesamiento óptico de datos. Interruptor óptico como los componentes clave de una nueva generación de red totalmente óptica, utilizada principalmente para lograr enrutamiento de nivel de luz, selección de longitud de onda, multiplexación óptica de adición y caída y protección de conexión cruzada óptica y autocuración. Por lo tanto, la velocidad de respuesta del interruptor óptico, la diafonía y el rendimiento de pérdida de inserción afectarán directamente la calidad de la comunicación óptica. La implementación de la red óptica depende de los interruptores de luz, el filtro óptico, un amplificador de nueva generación, dispositivos de tecnología de multiplexación de división de longitud de onda densa y el progreso tecnológico.

Además, las aplicaciones de interruptores ópticos en redes totalmente ópticas deben tener una velocidad de respuesta rápida, baja pérdida de inserción, diafonía de canal baja e insensibilidad a la polarización, también deben tener integración y escalabilidad y bajo costo, baja potencia, buena estabilidad térmica y otras características. Se espera que el interruptor totalmente óptico refleje su enorme potencial en las siguientes aplicaciones.

(1) La velocidad de cálculo de la computadora depende del aumento de la velocidad de los elementos de conmutación y la reducción del tamaño del chip, en lo que se ha encontrado un cuello de botella. El desarrollo de la computadora óptica es una posible salida. Las computadoras ópticas pueden ser un chip de conmutación fotónica rápida y el chip que constituyen las interconexiones ópticas externas. En consecuencia, el interruptor óptico es la clave para el desarrollo de las computadoras ópticas.

(2) La comunicación electrónica se reemplaza gradualmente por la comunicación de fibra óptica para satisfacer la creciente demanda de capacidad de comunicación. La tecnología de multiplexación de división de longitud de onda densa, la transmisión de señal de comunicación de fibra óptica para lograr todo el intercambio de señal óptica también se basa en la electrónica, lo que limita la mejora de la velocidad de comunicación óptica. Por lo tanto, la comunicación totalmente óptica es la clave del interruptor totalmente óptico.

(3) Sistemas de comunicación de fibra óptica en la red de larga distancia, red de área metropolitana, la red de acceso entre el interruptor óptico requerido por las conexiones cruzadas ópticas para completar; La red de conmutadores ópticos entre usuarios depende de OADM. El multiplexor óptico de conexión cruzada y adición-caída está constituido por una matriz de conmutadores ópticos. Por lo tanto, el conmutador óptico es la base para la conmutación totalmente óptica.

A partir de la década de 1970 comenzó a estudiar la biestabilidad óptica que tiene más de 30 años de historia. Sin embargo, el estudio de la conmutación totalmente óptica también se enfrenta a muchos problemas prácticos, principalmente debido a tres razones.

(1) El interruptor totalmente óptico se basa en el efecto no lineal de tercer orden. La potencia óptica deseada del interruptor es demasiado alta, lo que a menudo requiere más de la intensidad de la luz de la señal de más de cinco órdenes de magnitud. No como el interruptor electrónico de baja potencia, no puede lograr un control de luz de baja potencia.

(2) Debido a la fuerte luz de entrada causada por el fuerte efecto térmico, particularmente en el pico de absorción dieléctrica en un dispositivo de conmutación de longitud de onda, la absorción de calor hace que el dispositivo sea muy inestable y difícil de lograr una operación en cascada del dispositivo.

(3) La propagación del rayo láser en las micras medias, la densidad de potencia no es alta, pero la distancia limitada del efecto no lineal requerida para producir potencia no lineal es demasiado difícil de comprimir a la dimensión transversal del rayo.

Por lo tanto, la reducción de la potencia de conmutación es el estudio del interruptor totalmente óptico es una tarea importante. Someter la luz a través de la guía de onda de fibra o una guía de onda óptica integrada plana que tiene un orden de longitud de onda de dimensión transversal de magnitud, puede obtener una mayor densidad de potencia de luz y una mayor longitud de interacción, mejorando así en gran medida la eficiencia de generar efectos ópticos no lineales, y puede disminuir la óptica potencia para lograr un interruptor totalmente óptico. El interruptor óptico tipo guía de onda se convierte en el principal objeto de estudio. Las guías de ondas de silicio (incluida la fibra óptica) en la absorción de la banda de comunicación son pequeñas, pero no lineales, demasiado débiles, la acumulación de cavidad de anillo disponible no es lineal.


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