光开关的原理及种类
光电开关识别及原理
光电开关识别及原理
光电开关是一种基于光电效应进行物体识别的传感器。
其原理基
于光电效应，当光线照射到光电开关的光敏表面时，光敏物质会将光
能转化为电能，进而激活开关电路。
光电开关一般由光源、光敏元件和信号处理电路组成。
光源通常
为红外光源或激光光源，用来发射光线。
光敏元件可以是光电二极管、光敏电阻或光电三极管等，用来感受光线的照射。
信号处理电路用来
处理光敏元件产生的电信号，判断物体的存在或不存在。
光电开关的工作原理如下：
1. 光源发射光线，照射到光敏元件上。
2. 光敏元件将光线转化为电信号。
3. 信号处理电路接收电信号，判断信号强度是否超过预定阈值。
4. 当光敏元件接收到的光强超过阈值时，信号处理电路会输出一个信号，表示物体存在；当光强低于阈值时，信号处理电路不会输出信号，表示物体不存在。
光电开关的应用非常广泛，可用于物体检测、距离测量、液位检
测等领域。
由于其无接触、快速响应、精确度高等特点，光电开关在
自动化生产线和智能控制系统中得到广泛应用。
光开关
光传感系统:空分复用的光纤传感系统,节约解调系统,降 低成本。
作为开关的主要技术参数：
插入损耗：输入和输出端口间光功率的减少； 回波损耗：从输入端返回的光功率与输入光功率的比值
隔离度：两个相隔离输出端口光功率的比值
消光比：端口处于导通和非导通状态的插入损耗之差。 开关时间：指开关端口从某一初始转为通或断所需的时 间从在开关上施加或撤去转换能量的时刻起测量。
定义：一种具有一个或多个可选择的传输端口，可对 光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻 辑操作的器件。 主要功能：目前主要是光交换系统和主备倒换，即利 用光开关技术实现全光层的路由选择、波长选择、光 交叉连接以及自愈保护等功能。1，将某一光纤通道的 光信号切断或开通；2，将某波长光信号由一光纤通道 转换到另一光纤通道去；3，在同一光纤通道中将一种 波长的光信号转换为另一波长的光信号（波长转换器） 多信道光通信系统还需要光插／分复用技术和快速的 网间信息交换技术以及光的交叉连接（ＯＸＣ）技术 都需要超高速大规律集成的光开关矩阵。
光开关的应用范围
光纤测试中的光源控制：１ＸN光开关在光纤测 试技术中主要应用于控制光源的接通和切断。 光网络的自动保护倒换 光网络监控 光纤通信器件测试光交叉连接 光插分复用器 光传感系统 光学测试
保护倒换功能：光 开关通常用于网络 的故障恢复。当光 纤断裂或其他传输 故障发生时，利用 光开关实现信号迂 回路由，从主路由 切换到备用路由上。 这种保护通常只需 要最简单的1×2光 开关。 SNCP: 子网连接保护
( 1 ) 2 1 n 1 ( 2 ) 2 11 n ( 1 ) 21 n 2 3 31 1 ) 41 ( 2 4 n 51 ( 1 ) n 2 5 61 1) ( 2 6 n
光开关的工作原理
光开关的工作原理
光开关是一种根据光的强度变化来控制电路开关状态的装置。
它利用光敏元件，如光敏二极管或光敏电阻，来感受光的强度，并将其转化为电信号。
光开关的工作原理可以描述为以下几个步骤：
1. 光源发出光线：光开关通常需要一个光源，如LED灯或激
光器，来产生光线。
这个光源可以是连续的光束或者脉冲光。
2. 光线照射到光敏元件上：光线从光源发出后，经过适当的光路，照射到光敏元件上。
光敏元件通常被安装在光开关的接收端。
3. 感光元件感应光信号：光敏元件对光的强度进行感应，并将其转化为电信号。
光敏元件的电阻或电流值将随着光线的强度变化而变化。
4. 信号处理：光敏元件输出的电信号接入到一个信号处理电路中。
这个电路可以是一个比较器、一个运算放大器、一个逻辑电路等等，用于处理光敏元件输出的电信号。
5. 控制开关状态：信号处理电路将根据光敏元件输出的电信号来控制开关的状态。
当光线强度高于一定阈值时，开关可以是打开状态，或者反之。
总之，光开关利用光敏元件感应光线的强度变化，将其转化为
电信号，并通过信号处理电路来控制开关的状态。
这种工作原理使光开关在很多领域中得到了广泛的应用，例如光电自动控制、照明系统等。
光开关的原理及种类 ln
光开关的原理及种类•一、前言光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连(OXC)技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
光开关不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1）光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度，光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2）网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上，进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
光开关的原理及种类
一、前言光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP 网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连(OXC)技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
光开关不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1）光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度，光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2）网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上，进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
全光开关原理
全光开关原理一、光的传播光是一种电磁波，具有波粒二象性。
在真空中，光的传播速度为光速，而在介质中光的传播速度会小于光速。
光的传播方向与电场和磁场的振动方向相互垂直。
光波的振动方向决定了它的偏振状态，偏振状态会影响光与物质相互作用的方式。
二、光路的控制全光开关是利用光路的控制来实现开关功能的。
通过改变光路的传播方向、强度等参数，可以实现对光信号的切换、路由和合路等功能。
在全光开关中，常用的光路控制方法包括反射、折射、干涉和衍射等。
三、光波的转换全光开关通常利用光学元件对光波进行转换，从而实现开关功能。
常用的光学元件包括反射镜、透镜、光栅、波片和液晶等。
通过这些光学元件，可以实现光波的聚焦、反射、衍射、偏振和调制等功能。
四、干涉与衍射干涉和衍射是全光开关中常用的物理现象。
干涉是指两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，产生加强或减弱的现象。
在全光开关中，可以利用干涉现象实现光的路由和合路等功能。
衍射是指光波在障碍物边缘或孔径上发生散射的现象，可以用来实现光的调制和转换等功能。
五、光的调制与检测在全光开关中，需要对光信号进行调制和解调。
调制是指将低频信号加载到高频载波上，以便于传输和检测。
在全光开关中，常用的调制方式包括强度调制、相位调制和偏振调制等。
检测是指将调制后的光信号转换为电信号，以便于后续处理和应用。
六、光学元件的应用在全光开关中，光学元件的应用非常重要。
常用的光学元件包括反射镜、透镜、光栅、波片和液晶等。
这些光学元件可以实现对光路的控制、光波的转换和调制等功能。
在全光开关的设计和制造过程中，需要考虑光学元件的性能参数、精度和稳定性等方面。
七、开关的逻辑控制全光开关的逻辑控制是指通过一定的逻辑关系和控制算法，实现对光信号的切换和控制。
在全光开关中，通常采用光电效应、热光效应和液晶技术等手段来实现逻辑控制。
通过逻辑控制，可以实现全光开关的自适应和智能化等功能。
八、系统的集成与优化全光开关系统需要经过集成和优化才能实现高性能和高稳定性。
光开关工作原理
光开关工作原理
光开关是一种基于光学效应的开关装置，它利用光的特性来控制电路的通断。
光开关通常由光源、光探测器和控制电路组成。
光开关的工作原理如下：
1. 光源发射光线：光开关的光源发射出光线，这些光线可以是可见光、红外线等。
2. 光线传输：发射的光线通过光纤或者空气等媒介传输到目标位置。
光纤是一种能够将光线高效传输的材料，在光开关中得到广泛应用。
3. 光探测：在光线到达目标位置时，光开关中的光探测器开始工作。
光探测器能够感知到光线的存在，并将其转换成电信号。
4. 控制电路：光探测器将光信号转换成电信号后，这些电信号被传送到控制电路。
控制电路根据光信号的变化来判断开关的状态，并做出相应的控制操作。
5. 控制操作：控制电路会根据光信号的强弱或者存在与否来控制开关的通断。
当光信号满足设定条件时，开关闭合，电路通断；反之，开关断开，电路断开。
通过以上工作原理，光开关实现了通过光信号来控制电路通断的功能。
它具有灵敏度高、响应速度快、无机械结构、抗干扰能力强等优点，在许多应用中得到广泛使用。
例如，光开关可
以用于光纤通信系统中的光路选择、光传感器中的信号检测等领域。
光电开关 原理图
光电开关原理图
光电开关是一种使用光电效应来感知物体是否存在的设备。
它通常由光电传感器和光源组成。
在光电开关中，光电传感器的主要部分是一个光敏元件，例如光敏电阻或光敏二极管。
光敏元件能够感受光的强度变化，并将其转化为电信号。
光电开关中的光源通常是一个发光二极管（LED），它会发出可见光或红外光。
当光线照射到目标物体上时，光线会被反射或散射回光电传感器。
通过测量光电传感器接收到的光线强度，我们可以判断物体是否存在。
当物体存在时，光电传感器会接收到被反射或散射回来的光线，将其转化为一个较高的电信号。
而当物体不存在时，光线将没有或者减弱，光电传感器转化的电信号会很低或者接近于零。
基于这种原理，光电开关可以应用于许多不同的场合，例如自动门控制、自动照明以及物体计数等。
它的灵敏度可以通过调节光电传感器或光源的参数来调整，以适应不同的环境需求。
综上所述，光电开关利用光电效应来感知物体是否存在，并能够实现自动控制和检测功能。
光开关的原理及种类
•一、前言光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP 网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连(OXC)技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
光开关不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1）光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度，光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2）网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上，进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
光电开关的分类特点和用途
光电开关的分类特点和用途一、光电开关的分类1.按检测方法的分类(1)光量法目前大多数光电开关用来检测物体有无的均为光量方式?既光源受物体遮蔽或发生反射、辐射和遮光导致受光量变化来检测对象的有无。
(2)三角测距法光量方式容易受到物体表面的光洁度、粗糙度、颜色所影响?因此在一些要求比较高的场合就需要采用距离法检测。
(3)激光测量法由激光器对被测目标发射一个光信号?然后接受目标反射回来的光信号?通过测量光信号往返经过的时间?计算出目标的距离。
2.按光源种类的分类光源目前采用的大多是发光二极管(LED)?根据不同使用目的的区别使用。
(1)白炽灯式(可见光)用于需要白光的标志检测器?由于寿命与抗震性能?现在使用比较少。
(2)发光二极管(LED)式(可见光、近红外光)具有调制容易、寿命长、小型、功耗小、抗震等优点是光电开关理想的光源?可用于各种用途。
(3)荧光式(可见光)主要用于需要长度的光电系统(图像传感器等)(4)紫外光式(不可见光)通过照射紫外线用于检测发生可见光的物体(荧光整理疵点、食品中的异物等)。
(5)气体激光式(可见光)光束比较强?用于探伤系统、条形码系统、及强光衰减大的场合?如蒸汽、烟雾、火焰等场合。
(6)半导体激光式(红光、近红外光)具有较强的透射率和容易调制的特性?用于如蒸汽、烟雾、火焰等场合钢铁行业与安防。
3.按光源调制种类的分类(1)直流光式使发射器的光线为不变的直流光?包括白炽灯和用直流驱动的发光二极管。
这种方式有线路简单、响应速度快的特点?但是抗光干扰比较弱?目前仅在较短的距离检测中使用。
(2)调制式①、脉冲调制式使发射器发的出光线为具有一定频率的脉冲波?一般称为调制光?采用这种方式除了可以获得峰值很高的光脉冲功率外?还可以对接收器输出采用具有频率选择的交流放大器进行放大?从而减少周围光线和电气噪声的影响?这是目前国内外使用最广的一种方式。
②机械旋转调制式对光源用棱镜或转盘孔旋转后?提取脉冲信号?如用于区域检测和热金属辐射的扫描检测等。
微型光电开关原理
微型光电开关原理
微型光电开关是一种常见的光电元件，由光电二极管、光源和信号处理电路组成。
它的工作原理主要基于光电效应。
当光源发出的光照射到光电二极管上时，光电二极管会产生电流。
光电二极管的内部结构中有一个PN结，其中P区受到正
向电压，N区受到逆向电压。
当光照射到PN结上时，光子的
能量能够激发电子从价带跃迁到导带，形成电流。
光电二极管产生的电流经过信号处理电路的放大、滤波和逻辑处理等步骤后，最终通过输出接口控制相关的设备或系统运行。
光电开关可以用于工业自动化中的光电传感、物体检测以及光电隔离等应用场合。
微型光电开关具有体积小、灵敏度高、响应速度快等特点。
它可以在狭小的空间中安装，并且对光源的位置要求相对较低。
此外，微型光电开关还能够在恶劣的环境中正常工作，如高温、高湿、腐蚀等条件下。
总的来说，微型光电开关利用光电效应实现了光信号到电信号的转换，通过信号处理电路将输出信号转化为控制信号，使得它在工业自动化中具有重要的应用价值。
光开关基础知识培训
Page ▪ 21
产品光路
1×1
Page ▪ 22
1×2
Page ▪ 23
管脚定义说明举例（1×2光开关）：
型号 1×2 锁定 非锁
状态 光 路
A P1-P2 B P1-P3 A P1-P2 B P1-P3
工作原理
反射型
当反射镜置入光路时，光束被反射 进一光路，该光路称为反射通道， 反射镜退出光路时光束耦合进另一 光路，称这一光路为直通通道
透射型
当棱镜置入光路时，光束经过棱镜的折 射，出射光束相对入射光束产生一个错 位，光束耦合进一个光路，该通道称为 透射通道；棱镜退出光路时光束直接耦 合进另一通道，该通道称为直通通道
非锁定式：加电驱动后，保持在一种通光状态，如需保持该状态，需 长期加电。无电驱动或断电后恢复另一种通断状态
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特性参数
光纤类型：SM9/125
MM50/125
MM62.5/125
工作电压：实质就是驱动继电器切换工作状态的控制电压，有3V和5V两种 开关类型：实质就是继电器的控制方式，有锁定和非锁定两种
184×78×66-DB25 (N≤45)
184×156×66-DB25 (N≤88)
184×220×66-DB25 (N≤128)
140×77.5×32-DB15-C (N≤16) 140×77.5×64-DB15-C (N≤32)
135×95×32-DB9-CF (M≤3，N≤16)
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Pin 1
-V+ -V+
电驱动
状态监测
光开关的原理及种类
光开关的原理及种类光开关是一种使用光信号控制电路开闭的器件，其工作原理基于光学效应。
光开关通常由光源、光探测器和控制电路组成。
当光源发出光线并照射到光探测器上时，光探测器会将光信号转换为电信号，并通过控制电路控制相关电路的开闭。
1.光电效应：当物质受到光照射时，光子会激发物质中的电子，使其跃迁到导电带或从导电带跃迁到价带，从而改变物质的导电性质。
光开关利用这一原理，通过光探测器接收光信号并转换为电信号，从而实现控制电路的开闭。
2.光电二极管效应：光开关中常使用光电二极管作为光探测器，光电二极管具有光电导性能，当光照射到光电二极管上时，会改变其电阻或电流，从而实现控制电路的开闭。
3.红外线传感：基于物体对红外线的吸收和反射特性，通过使用红外线传感器来实现控制电路的开闭。
当红外线照射到传感器上时，传感器将信号转化为电信号，从而实现控制电路的开闭。
4.光电导效应：利用光照使导电材料的电导率发生变化，从而实现控制电路的开闭。
光照可以提高或降低导电材料的电导率，从而改变电路的导通和断开状态。
根据光源类型和工作原理，光开关主要有以下几种种类：1.光电耦合器开关：光电耦合器开关是一种将输入电路和输出电路进行电气隔离的器件。
其工作原理是通过输入端的光信号激发光电耦合器内部的光探测器产生电信号，进而控制输出电路的开闭。
2.光电晶体管：光电晶体管是一种以光电效应为基础的光开关。
光电晶体管由半导体材料制成，其输入和输出电路之间是电气隔离的。
通过控制输入端的光信号，可以实现光电晶体管的开闭。
3.光开关阵列：光开关阵列是一种使用光源和光探测器组成的矩阵结构，可以同时控制多个开关的状态。
光开关阵列广泛用于光纤通信系统和光网络中，可以实现灵活的光路连接和光信号的分配。
4.光纤开关：光纤开关是一种通过控制光纤的光传输路径来实现开闭的器件。
光纤开关通常采用机械或电磁原理，通过调节光纤的位置或弯曲程度来控制光信号的传输路径，从而实现光纤通信系统中不同光信号的切换和连接。
光开关
目前应用最为广泛的仍是传统的1×2和2×2机械式光开关。传统机械式光开关可通过移动光纤将光直接耦合 到输出端，采用棱镜、反射镜切换光路，将光直接送到或反射到输出端。
光开关
光路转换器件
目录
01 简介
03 的应用范围
02 背景 04 主要类型研究
目录
05 微电子机械系统
07 应用场合
06 分类
光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进 行物理切换或逻辑操作.
简介
光开关
光开关是一种光路转换器件。在光纤传输系统，光开关用于多重监视器，LAN，多光源，探测器和保护以太 的转换。在光纤测试系统，用于光纤，光纤设备测试和络测试，光纤传感多点监测系统。
微电子机械系统
近几年发展很快的是微电子机械光开关，它是半导体微细加工技术与微光学和微机械技术相结合，产生的一 个新型微机-电-光一体化的的新型开关，是大容量交换光络开关发展的主流方向。
MEMS(Micro Electro-Mechanical System)光开关是在硅晶上刻出若干微小的镜片,通过静电力或电磁力的 作用，使可以活动的微镜产生升降、旋转或移动，从而改变输入光的传播方向以实现光路通断的功能。MEMS光开 关较其他光开关具有明显优势：开关时间一般在ms数量级；使用了IC制造技术，体积小、集成度高；工作方式与 光信号的格式、协议、波长、传输方向、偏振方向、调制方式均无关，可以处理任意波长的光信号；同时具备了 机械式光开关的低插损、低串扰、低偏振敏感性、高消光比和波导开关的高开关速度、小体积、易于大规模集成 的优点。
光电开关(光纤开关)..
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。光电开关的重要功 能是能够处理光的强度变化：利用光学元件，在传播媒介中间使光束发生变 化；利用光束来反射物体；使光束放射经过长距离后瞬间返回。
光电开关的重要功能是能够处理光的强度变化：利用光 学元件，在传播媒介中间使光束发生变化；利用光束来 反射物体；使光束放射经过长距离后瞬间返回。光电开 关是由放射器、接收器和检测电路三局部组成。放射器 对准目标放射光束，放射的光束一般来源于发光二极管 〔LED〕和激光二极管。光束不连续地放射，或者转变 脉冲宽度。受脉冲调制的光束辐射强度在放射中经过屡 次选择，朝着目标不间接地运行。接收器有光电二极管 或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如 透镜和光圈等。在其后面的是检测电路，它能滤出有效 信号和应用该信号。光电式接近开关广泛应用于自动计 数、安全爱护、自动报警和限位掌握等方面。 分类：光
电开关可分为对射型；漫反射型；镜面反射型；槽式光 电开关；光纤式光电开关。
一.对射型光电开关：由放射器和接收器组成，构造上是两者相互分别的， 在光束被中断的状况下会产生一个开关信号变化，典型的方式是位于同 一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。 特征：区分不透亮的反光物体；有效距离大，由于光束跨越感应距离的 时间仅一次；不易受干扰，可以牢靠适宜的使用在野外或者有灰尘的环 境中；装置的消耗高，两个单元都必需敷设电缆。 二.漫反射型光电开关：是当开关放射光束时，目标产生漫反射，放射器 和接收器构成单个的标准部件，当有足够的组合光返回接收器时，开关 状态发生变化，作用距离的典型值始终到3米。 特征：有效作用距离是由目标的反射力量打算，由目标外表性质和和颜 色打算；较小的装配开支，当开关由单个元件组成时，通常是可以到达 粗定位；承受背景抑制功能调整测量距离；对目标上的灰尘敏感和对目 标变化了的反射性能敏感。
光纤光电开关工作原理
光纤光电开关工作原理
光纤光电开关的工作原理是：通过光源产生光信号，经过光纤传输到接收器，接收器接收到光信号后产生对应的电信号，再经信号处理电路进行处理，最终控制被控对象的开关状态。
具体过程如下：
1. 光纤中的光信号：通过光纤中的光信号进行传输。
光纤是光的传输通道，可以确保光信号的稳定传输。
2. 接收器：接收光纤中的光信号，并将其转换为电信号。
电信号的强度或特征可以反映光纤中的光信号的强度或特征，因此可以用于检测和判断。
3. 信号处理电路：对电信号进行处理。
处理过程包括信号放大、滤波、比较等，以便更好地识别和处理电信号。
4. 控制开关状态：最终控制被控对象的开关状态。
通过处理后的电信号，可以判断光纤中的光信号的状态，从而控制被控对象的开关状态。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
光开关分类
光开关分类一、引言光开关是一种用于控制光信号传输的关键设备，广泛应用于光纤通信、光电子器件等领域。
光开关的分类对于研究和应用具有重要意义。
本文将深入探讨光开关的分类方法以及各类光开关的特点和应用。
二、光开关的分类方法2.1 按照工作原理分类光开关根据其工作原理可以分为以下几类： 1. 电光开关：通过外加电场来控制光信号的传输。
常见的电光开关有PN结光开关、Mach-Zehnder干涉仪光开关等。
2. 热光开关：通过热效应来控制光信号的传输。
常见的热光开关有热光波导开关、热光晶体开关等。
3. 机械光开关：通过机械结构来控制光信号的传输。
常见的机械光开关有微型机械光开关、MEMS光开关等。
4. 光学开关：通过光学效应来控制光信号的传输。
常见的光学开关有波导光开关、光学开关阵列等。
2.2 按照工作方式分类光开关根据其工作方式可以分为以下几类： 1. 全光开关：光信号在光开关中全程保持光传输状态，无需光电转换。
全光开关具有低损耗、高速传输等优点，适用于光通信等领域。
2. 光电光开关：光信号需要在光开关中进行光电转换才能实现控制。
光电光开关具有较高的控制精度和灵活性，适用于光电子器件等领域。
2.3 按照结构分类光开关根据其结构可以分为以下几类： 1. 波导光开关：利用波导结构来控制光信号的传输。
波导光开关具有较小的尺寸和较高的集成度，适用于集成光学器件等领域。
2. 光纤光开关：利用光纤来控制光信号的传输。
光纤光开关具有较好的光损耗特性和较高的稳定性，适用于光通信等领域。
3. 自由空间光开关：利用自由空间传输光信号并进行控制。
自由空间光开关具有较大的传输距离和较高的自由度，适用于光电子器件等领域。
三、各类光开关的特点和应用3.1 电光开关电光开关是利用外加电场对光信号进行调控的一类光开关。
其特点包括： - 高速响应：电光开关的调控速度快，适用于高速光通信等领域。
- 低功耗：电光开关的能耗较低，适用于低功耗设备和系统。
光开关的原理及种类(终审稿)
光开关的原理及种类文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-一、前言光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连(OXC)技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
光不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1）光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度，光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2）网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N 多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上，进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
机械光开关的工作原理
机械光开关的工作原理
机械光开关是一种通过物体对光束的遮挡或透过来实现电路开关的设备。
它通常由光源、光敏元件（如光电二极管或光敏电阻）和信号处理电路组成。
以下是机械光开关的工作原理：
一、光源：机械光开关中包含一个光源，通常是发光二极管（LED）。
这个光源产生光束，将光传输到光敏元件所在的区域。
二、光敏元件：光敏元件通常是一个光电二极管或光敏电阻，它位于光源所照射的区域。
光敏元件对光的敏感性使其能够检测到光的变化。
三、物体遮挡或透过：当光源发出的光束被物体遮挡时，光敏元件接收到的光强度减弱。
相反，如果物体透过光束，光敏元件接收到的光强度增强。
四、信号处理：光敏元件接收到的光信号会被转换成电信号，并通过信号处理电路进行分析。
当检测到光强度变化符合预定的条件时，信号处理电路将产生相应的输出信号。
五、电路开关：输出信号通常用于控制电路中的开关，从而实现电路的开闭。
例如，当物体遮挡光束时，输出信号可能导致电路关闭，而当物体透过光束时，输出信号可能导致电路开启。
光开关的工作原理
光开关的工作原理
1 光电开关是光电子元件
光电开关是一种可以检测光线强度变化并根据变化来控制开关状
态的光电子元件，它是由光电池发生电流而控制开关运行的一种电路，当外部环境发射光强度到达某一程度，光电池就可以产生电路。
根据
电流的大小来控制开关的变换，从而控制电路的开关。
2 工作原理
光电开关一般由外壳、阳极、隔膜、緞帶、电池、开关和其他组
件组成。
当外部光线照射到光电开关，光电池就会产生一定的电流，
这个电流就会使开关进入感应状态，开关的开闭由电流的大小而定。
如果光线强度达到一定值，足以使电流达到相应的平台值，通过特定
的内部连接，便可把外部开关动作变换为开关动作。
3 光电开关的应用
由于光电开关的特性，被广泛用于家用电器、车用电子设备、机
械设备等，其中有简单的按钮式开关，也有更复杂的诸如温度控制器、定时器、安全装置等多种多样的产品。
其中它可以实现灯光、按钮的
自动操作，节约人力，提高全自动量化程度，从而更好地提高生产效率。
此外，它也可以用于照明检测、光纤通讯、智能交通系统等电子
应用领域。
4 结论
光电开关由于其占地小、功耗低、运行稳定等特点，在电子装置应用上有着广泛的用途，并逐渐代替传统的机械开关，从而实现自动控制，提高了整个系统的控制精度，是一种非常有用的电子元件。
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•一、前言
光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连(OXC)技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
光开关不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1）光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度，光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2）网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上，进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
（3）光开关还应用在光纤通信器件测试系统以及城域网、接入网的差／分复用和交换设备中。
光开关的引入使未来全光网络更具灵活性、智能性、生存性。
光开关技术已经成为未来光联网、光交换的关键技术，在通信、自动控制等领域发挥着越来越重要的作用。
在众多种类的光开关中，微机械(MEMS)光开关被认为最有可能成为光开关的主流器件。
本文在概述多种光开关原理特点的基础上，重点分析了几种主要的MEMS光开关，并阐述了各自的结构与性能特点。
二、光开关的原理及种类
光开关性能参数有多种，如：快切换速度、高隔离度、小插入损耗、对偏振不敏感及可靠性，不同领域对它的要求也各不相同。
其种类有保护、切换系统中常用的传统光机械开关，也有这几年飞速发展的新型光开关，如：热光开关、液晶开关、电光开关、声光开关、微光机电系统光开关(MOEMS，micro optic electro mechanical systems)、气泡开关等。
在超高速光通信领域，还有马赫-曾德尔(Maeh-Zehnder)干涉型光开关、非线性环路镜(NOLM，nonlinear optical fiber loop mirror)光开关等光控开关。
•1、机械光开关
传统机械光开关的工作原理：通过热、静电等动力，旋转微反射镜，将光直接送到或反射到输出端。
特点是开关速度比较慢、性价比好，在很多领域有市场前景，但体积大、不易规模集成的缺点限制了其在未来光通信领域的应用。
在此基础上，近几年发展很快的是MOEMS光开关，它是微机电系统和传统光技术相结合的新型开关，特别是具有光信号的数据格式透明、与偏振无关、差损小、可靠性好、速度快、容易集成的优点。
2、电光效应开关
电光效应光开关多由光电晶体材料（如LiNbO3或其他半导体材料）波导材料制成，两条波导通路连接成M-Z干涉结构，外加电压可改变波导材料的折射率，从而控制两臂的相位差，利用干涉效应实现了光的通断。
它的特点是速度快，但与偏振有关，成本较高。
工作原理如图1所示。
图1 基于Mach-Zehnder结构的电光效应光开关
对于3dB耦合器，两光波满足模耦合方程，令两个光波导的传播常数相等，B0=0，在3dB耦合器2的输出端得到：
|A3|2=|A0|2sin2(Ф/2)
|B32=|A0|2cos2(Ф/2)
式中：A0、B0——输入的光波振幅；A3、B3——输出的光波振幅；Ф——光波相位。
从上式看出，Ф和施加电压有关，改变电压，则Ф改变，从而使光强得到调谐。
其开关速度取决于两路光之间产生相位差的时间，即光波导中折射率变化时间。
在现代通信系统向高速率、智能化发展的阶段，为解决电子交换机响应时间慢、无法和超高速传输数据相匹配的矛盾，实现更快的开关速度和更低的插入损耗，还可以利用石英光纤和半导体光放大器的自相位调制或交叉相位调制效应改变折射率的方法，即光控光开关技术。
3、光控开关
现在比较成熟的型号有：基于NOLM原理和SOA非线性效应(如XPM：cross phase modulation)制作的全光开关。
它们不仅用于超快开关交换，而且还可用于全光信号再生与超快波长转换，是目前很有前途的全光交换技术。
一般，各种超快全光开关归根结底都离不开光的非线性效应，这里以SOA-XPM为例加以说明，实验原理如图2所示。
图2 利用SOA-XPM实现光开光的实验装置
将SOA分别置在M-Z干涉仪的两臂，开关控制脉冲注入一臂，脉冲的变化会引起SOA折射率的改变，从而引起两臂相位差△Ф的改变，即:
△Ф=-(2π/l)(dn/dN)(τe/[1+(wτe)2]1/2L×Vg×g×△S×cos(wτ-q)
其中，l——信号波长；dn/dN—折射率随载流子密度的变化量；L—SOA的腔长；τe—载流子寿命；Vg—群速度；g—增益系数；△S—载流子密度变化幅值；q—载流子密度变化和调制信号之间的相位延迟。
△Ф=0，π时，两臂的输出端产生通断。
由于SOA的开关速度能达到皮秒量级，可用于超高速光纤通信系统。
除SOA之外，M-Z干涉仪的两条支路若由非线性光波导材料如GaAs／AlGaAs组成，也可达到开关的目的。
如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。