【发展战略】光无源器件技术发展综述(续)
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光 开 关 是 光 交 换 机 的 核 心 元 件A在 全 光 网 络 中A 高 密 度 光 开 关 矩 阵 能 够 完 成 开 关 8路 由 以 及 主 要 网 络 中 枢的交叉连接 的 任 务A许 多 光 纤 干 线8各 个 载 波 多 路 光 信 道 都 可 以 端 接B光 开 关 已 向 智 能 型 光 开 关 发 展A进入密集波 分 复 用 光 网A简 化 复 杂 的 全 光 网 络 系 统@
聚 合 物 热 电 9,*:光 开 关 是 在 硅 衬 底 上 @用 蒸 发 8 溅 射 8光 刻 8腐 蚀 等 工 艺 形 成 分 支 波 导 阵 列 A然 后 在 每 个 分 支 上 蒸 发 金 属 薄 膜 加 热 器 和 电 极 @电 极 加 上 电 流 后 A加 热 器 的 温 度 使 下 面 的 波 导 被 加 热 A温 度 上 升 A热 光 效 应 引 起 波 导 折 射 率 下 降A使 光 在 7 分 支 波 导 的 传 播 方 向 改 变 @ 其 特 点 是 适 合 阵 列 和 大 规 模 生 产 A而 且 能 在 同 一 衬 底 上 集 成 矩 阵 开 关 @不 足 是 响 应 较 前 面 的结 构 慢 A串 扰 较 大 A而 且 需 要 散 热 @典 型 产 品 如
广 义 来 讲 A自 由 空 间 光 开 关 的 损 耗 较 波 导 器 件 的 损 耗 更 低 A基 于 电 光 效 应 的 光 开 关 较 基 于 机 械 的 开 关 速度更快一些@表 !比较了采用不同技术的光开关的 异同@
最 早 光 开 关 器 件 的 构 成 是 基 于 铌 酸 锂 0I3J*< 波 导 或 半 导 体 光 放 大 器 9K*/:@0I3J*< 器 件 具 备 大 的 电光效应和透 明 性A在 要 求 低 损 耗8高 切 换 的 系 统 中A比其它材料处于有利地位@一 般 是 在 0I3J*< 衬 底 上 形 成 阵 列 光 波 导 A各 波 导 交 叉 部 设 置 开 关 元 @ 通 过外加电压使光开关元导通状态根据事先设计的要
求 输 出 9交 叉 或 直 通 :@0I3J*< 的 主 要 问 题 是 工 作 电
图 # 光开关产品的分类
压 高 8体 积 大 @ 光 分 支 波 导 与 半 导 体 放 大 器 组 合 构 成 的矩阵光开关的基本结构是在无源分支波路的后部
配 置 K*/A通 过 向 光 放 大 器 注 入 控 制 电 流 来 完 成 光 路 切换@由于 K*/ 的偏 振 相 关 性 不 容 易 克 服A这 种 光 开 关 也 没 有 实 用 化 @目 前 实 用 化 的 光 开 关 产 品 主 要 有 聚 合 物 光 开 关 8光 微 电 机 械 光 开 关 8液 晶 光 开 关 8喷 墨光开关等@
"插 损 $串 音 大 "偏 振 问 题 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点 "分 组 开 关
半导体
"高 速
&半导体光放大器’ "损耗补偿
"噪 声 大 "失 真 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点 "分 组 开 关
()*+,-./0 公 司 和 .123 4350( 公 司 的 50.6537 产 品 8 不 过 这 种 产 品 现 在 并 不 流 行 8
光交叉连接节点
"长 期 稳 定 性
集成度
"低 速 "插 损 $串 音 大 "可 重 复 性 差 "功 耗 大 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节wenku.baidu.com点
电 "光 液晶
介电介质
并行开关 高速
"温 度 敏 感 "封 装 难
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点 "分 组 开 关
; 王 红 女A#L)M年生A高工A在读研究生 !""#N"<N!!收 稿
表 ! 各种光开关技术的比较
开关技术
优点
缺点
应用
光 "机 械 微光机电系统 热 "光
综合性能
例 如#插 损$ 串音等
"慢 "体 积 大 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点
尺寸小
"封 装
&?’
&@’ 图 ! 微镜式 606:结构
随 着 人 们 对 光 开 关 的 材 料 8器 件 原 理 与 加 工 工 艺 认 识 的 不 断 深 入 A研 究 光 开 关 阵 列 的 类 型 也 呈 多 元 化 发 展 趋 势 @已 报 道 的 光 开 关 如 按 工 作 时 的 路 由 介 质 划 分A有自由空间 开 关 和 波 导 开 关B如 根 据 工 作 原 理 和 所 用 材 料 A又 可 分 为 光 电 8热 电 和 机 械 开 关 @光 交 叉 连 接 对 开 关 的 要 求 主 要 有 低 插 损 9C D #"EF:8低 串 扰 9CD)"EF:8低开关时间9几个 GH以下:以及无阻塞 运作@图 #给出了光开关产品的一个分类示意@
!""#年第 $期
光通信技术
*+,-./0 .*1123-./,-*3 ,4.53*0*67
中 国 无 线 电 电 子 学 8电 信 技 术 类 核 心 期 刊
光无源器件技术发展综述9续:;
王红
9华中科技大学管理科学与工程学院 武汉 $<""=$:
%&’(!) 3&($
) 光开关
当 今 世 界 各 国 都 在 研 究 和 开 发 以 >?>1 为 基 础 的 全 光 网 络 @全 光 网 络 的 迅 速 发 展 将 带 来 通 信 网 的 一 场 新 的 革 命 A人 们 将 有 望 通 过 全 光 器 件 实 现 信 息 无 瓶颈的高速传输@
目 前 9主 要 能 付 诸 实 用 的 是 基 于 微 电 子 机 械 技 术 &606:’的光开关8基于镜面的 606:光开关实例 如图 !所示9它是一种安装在机械底座上受静电控制 的 二 维 器 件 9其 基 本 原 理 是 通 过 静 电 的 作 用 使 微 镜 面 发 生转动9从而 改 变 输 入 光 的 传 输 方 向9典 型 结 构 尺 寸是 ;<=>8
聚 合 物 热 电 9,*:光 开 关 是 在 硅 衬 底 上 @用 蒸 发 8 溅 射 8光 刻 8腐 蚀 等 工 艺 形 成 分 支 波 导 阵 列 A然 后 在 每 个 分 支 上 蒸 发 金 属 薄 膜 加 热 器 和 电 极 @电 极 加 上 电 流 后 A加 热 器 的 温 度 使 下 面 的 波 导 被 加 热 A温 度 上 升 A热 光 效 应 引 起 波 导 折 射 率 下 降A使 光 在 7 分 支 波 导 的 传 播 方 向 改 变 @ 其 特 点 是 适 合 阵 列 和 大 规 模 生 产 A而 且 能 在 同 一 衬 底 上 集 成 矩 阵 开 关 @不 足 是 响 应 较 前 面 的结 构 慢 A串 扰 较 大 A而 且 需 要 散 热 @典 型 产 品 如
广 义 来 讲 A自 由 空 间 光 开 关 的 损 耗 较 波 导 器 件 的 损 耗 更 低 A基 于 电 光 效 应 的 光 开 关 较 基 于 机 械 的 开 关 速度更快一些@表 !比较了采用不同技术的光开关的 异同@
最 早 光 开 关 器 件 的 构 成 是 基 于 铌 酸 锂 0I3J*< 波 导 或 半 导 体 光 放 大 器 9K*/:@0I3J*< 器 件 具 备 大 的 电光效应和透 明 性A在 要 求 低 损 耗8高 切 换 的 系 统 中A比其它材料处于有利地位@一 般 是 在 0I3J*< 衬 底 上 形 成 阵 列 光 波 导 A各 波 导 交 叉 部 设 置 开 关 元 @ 通 过外加电压使光开关元导通状态根据事先设计的要
求 输 出 9交 叉 或 直 通 :@0I3J*< 的 主 要 问 题 是 工 作 电
图 # 光开关产品的分类
压 高 8体 积 大 @ 光 分 支 波 导 与 半 导 体 放 大 器 组 合 构 成 的矩阵光开关的基本结构是在无源分支波路的后部
配 置 K*/A通 过 向 光 放 大 器 注 入 控 制 电 流 来 完 成 光 路 切换@由于 K*/ 的偏 振 相 关 性 不 容 易 克 服A这 种 光 开 关 也 没 有 实 用 化 @目 前 实 用 化 的 光 开 关 产 品 主 要 有 聚 合 物 光 开 关 8光 微 电 机 械 光 开 关 8液 晶 光 开 关 8喷 墨光开关等@
"插 损 $串 音 大 "偏 振 问 题 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点 "分 组 开 关
半导体
"高 速
&半导体光放大器’ "损耗补偿
"噪 声 大 "失 真 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点 "分 组 开 关
()*+,-./0 公 司 和 .123 4350( 公 司 的 50.6537 产 品 8 不 过 这 种 产 品 现 在 并 不 流 行 8
光交叉连接节点
"长 期 稳 定 性
集成度
"低 速 "插 损 $串 音 大 "可 重 复 性 差 "功 耗 大 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节wenku.baidu.com点
电 "光 液晶
介电介质
并行开关 高速
"温 度 敏 感 "封 装 难
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点 "分 组 开 关
; 王 红 女A#L)M年生A高工A在读研究生 !""#N"<N!!收 稿
表 ! 各种光开关技术的比较
开关技术
优点
缺点
应用
光 "机 械 微光机电系统 热 "光
综合性能
例 如#插 损$ 串音等
"慢 "体 积 大 "可 量 测 性 差
"网 络 保 护 %恢 复 "光 分 叉 复 用 节 点
尺寸小
"封 装
&?’
&@’ 图 ! 微镜式 606:结构
随 着 人 们 对 光 开 关 的 材 料 8器 件 原 理 与 加 工 工 艺 认 识 的 不 断 深 入 A研 究 光 开 关 阵 列 的 类 型 也 呈 多 元 化 发 展 趋 势 @已 报 道 的 光 开 关 如 按 工 作 时 的 路 由 介 质 划 分A有自由空间 开 关 和 波 导 开 关B如 根 据 工 作 原 理 和 所 用 材 料 A又 可 分 为 光 电 8热 电 和 机 械 开 关 @光 交 叉 连 接 对 开 关 的 要 求 主 要 有 低 插 损 9C D #"EF:8低 串 扰 9CD)"EF:8低开关时间9几个 GH以下:以及无阻塞 运作@图 #给出了光开关产品的一个分类示意@
!""#年第 $期
光通信技术
*+,-./0 .*1123-./,-*3 ,4.53*0*67
中 国 无 线 电 电 子 学 8电 信 技 术 类 核 心 期 刊
光无源器件技术发展综述9续:;
王红
9华中科技大学管理科学与工程学院 武汉 $<""=$:
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) 光开关
当 今 世 界 各 国 都 在 研 究 和 开 发 以 >?>1 为 基 础 的 全 光 网 络 @全 光 网 络 的 迅 速 发 展 将 带 来 通 信 网 的 一 场 新 的 革 命 A人 们 将 有 望 通 过 全 光 器 件 实 现 信 息 无 瓶颈的高速传输@
目 前 9主 要 能 付 诸 实 用 的 是 基 于 微 电 子 机 械 技 术 &606:’的光开关8基于镜面的 606:光开关实例 如图 !所示9它是一种安装在机械底座上受静电控制 的 二 维 器 件 9其 基 本 原 理 是 通 过 静 电 的 作 用 使 微 镜 面 发 生转动9从而 改 变 输 入 光 的 传 输 方 向9典 型 结 构 尺 寸是 ;<=>8