Способ коммутации оптических каналов Советский патент 1991 года по МПК G01F1/11 G02B6/35 G02F1/11 

1. П27698

Изобретение относится к технике оптической связи и обработки информации н может быть использовано при создании акустооптических коммутаторов типа 2x2,

Цепью изобретения яйляется сниже ние уровня перекрестных помех Между каналами.

2

Угол у, между направлениями волн 4 и 5 устанавливают равным

1 + 0г

Ут - . 2

Дли Коммутации каналов на пучки 1 и 2 в области их пересечения воздействуют двумя другими акустически- С этой целью оба устойчивых поло-. i(j ми волнами 8 и 9, имеющими частоту жения оптических каналов обеспечива- f j , равную ются за. C4et брэгговской дифракций v i и + е

каждого оптического пучка с соответ- f -,-sin|---г- -| . ствующей акустической волной в акустооптической среде, а коммутация пуч- 15 Эти волны, как и волны 4 и 5, рас- ков попеременным включением соот- пространяются в среде в плос кости ветствующих волн, .

На фиг 1 приведена схема распрост ранения оптических и акусти20

веский волн р предложенном способе; на фиг. 2 - схематически изображай планарный KoMMytafopi реализующий данный способ,

Коммутацию оптических каналов осуществляют следующим образом Два пуч- 25 ка i. и 2 света направляют под выбран.- ным углом в сдан к другому в акус- тоопткческую среду В отсутствие гаческих волн эти .после пересераспространения пучков и 2. Волну направляют под углом /г к направлению распространений пучка 1, а вол ну 9 - под углом к направлению распространения пучка 2, где р- угол Брэгга для волн 8 и 9, Угол j между направлениями волн 8 и 9 устанавливают рйвным

в, -вг

с

Воздействие акустическими волнами 4 н 5 прекращают.

чения распространяются без направления (cooTBetCTBeKHo направ - яения I и 2), При воздействий на оба «учкй S токе 3 их пересечёмия ак.уети- чecкй лl волнами 4 и 5 происходит акус тооптическое взаимодействие каждого пучКа с соответствующей акустической волной, а именно пучка I с волной 4, пучка-2 с волН-Ой 5. При этом sort- на 4 распространяется под углом 90 о/ к направлению распространения пучка i а 5 - под углом 90 + + к направлению распространений пучкА 2, где угол Брэгга для этих воли. ПроДифрагировавтая часть

Пучка 1 распространяется, по нйправ g 4иг, 2. Устройство содержит располо- ленмю 6, а продифрагировавшая ч айть женную на подложке 10.пленку из 2 ПО направлению 7. Направле- оптически прозрачного кристалла, об-.- ния 6 и 7 соответйтйуют выходным каналам. Угол между ними равен б, и зависит От чййтоты f акустических волн 4 и 5.( которую устанав.пивают

50

ладаюЩегО высоким акустооптичёским качеством, например из ниобата лития , В пленке 1 выполнены две пла- Марные линзы 12, 13, расположенные на двойном фокусном расстоянии одна от другой и на фокусном расстоянии F каждая .от ближайшего крйя пленки 11, -ц С одним торцом пленки 11 связаны через согласующие элементы 14 входные одноМодовые волоконные светово- ды 15, 16, С противолежащи х торцов пленки 1I связаны через согласующие

равной

, 2V . I е.-бг I

1.-Г Г

где V - скорость распространения

акустической волны; -длина яолны света в среде.

2

Угол у, между направлениями 4 и 5 устанавливают равным

1 + 0г

Ут - . 2

Эти волны, как и волны 4 и 5, рас- пространяются в среде в плос кости

распространения пучков и 2. Волну 8 направляют под углом /г к направлению распространений пучка 1, а волну 9 - под углом к направлению распространения пучка 2, где р- угол Брэгга для волн 8 и 9, Угол j между направлениями волн 8 и 9 устанавлива ют рйвным

в, -вг

с

Воздействие акустическими волнами 4 н 5 прекращают.

в результате акустического взаимодействия продифрагировавшая часть пучка 1. будет распространяться по направлению 7, а продифрагировавшая часть пучка 2 - по направлению 6, тем самым будет достигнуто переключение хсамалов. Поскольку выходные каналы 6 Н 7 пространственно разнесены с на- йравлениямй i н 2 распространения йе продифрагйровавшего излучения, уст- раняется влияние последнего на уровень перекрестных помех между каналами,

Конкретный Пример устройства, реализующего да:нный способ, приведен на

4иг, 2. Устройство содержит располо- женную на подложке 10.пленку из оптически прозрачного кристалла, об-.-

ладаюЩегО высоким акустооптичёским качеством, например из ниобата лития , В пленке 1 выполнены две пла- Марные линзы 12, 13, расположенные на двойном фокусном расстоянии одна от другой и на фокусном расстоянии F каждая .от ближайшего крйя пленки 11, С одним торцом пленки 11 связаны через согласующие элементы 14 входные одноМодовые волоконные светово- ды 15, 16, С противолежащи х торцов пленки 1I связаны через согласующие

элементы 14 выходные одномодовые светодиоды J7, 18, На поверхности пленки 1I по одну сторону оптическо оси 00 коммутатора расположена пара встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн (ПАВ) 19 и 20, по другую сторону - пара встречно-штыревых преобразователей ПАВ 21 и 22, Преобразователи 19 и 21 настроены на частоту fj , преобразователи 20 и 22 на частоту f. , Все преобразователи ориентированы так, что их акустические оси пересекаются в точке 3, совпадакяцей с фокусом линз 12 и 13, при этом акустические оси преобразователей 19,

21пересекаются под углом у , акустические оси преобразователей 20,

22- под углом j-,, Расстояния L между входными световодами 5, 16 и

LJ между выходными световодами 17,- 18 определяются выбранньми значени- углов 0, , 0J и фокусньгм расстоянием F линз 12,13. Эти расстояния рассчитываются по формулам

L, 2Ftg .

L 2Ftg ;

Численные значения параметров устройства следующие, Размеры подложки - 16x2x10 мм. Диаметры одномо- довых световодов 15,16,17,18 равны 5 мкм, ширина оптических каналов в области взаимодействия равна 300 мкм Величина F равна 4 мм (для Ло мкм). Расстояние L равно 288 мкм, расстояние Lj - 138 мкм, Прёс бразователи 19 и 21 настроены на частоту 250 мГц, работают на второй гармонике и имеют апертуру 4,5 мм, Преобразователи 20 и 22 настрое 1ы на частоту 700 МГц, работают на седьмой гармонике и имеют апертуру 1,7 мм, Величина угла 0, равна 4,13 , величина угла QI- 1,97 , величины углов

и 3,05° и 1,08 соответственно. Акустическая волна от

преобразователя 19 распространяется под углом к пучку 1, равном 90° + ( 90,54, Тот же угол между волной от преобразователя 21 и пучком 2,

698

Угол между волной от преобразователя 20 и направлением пучка (а также между волной от преобразователя 22 и направлением пучка 2) равен 90 +/ 91,53 ,

Формула

зобретения

Способ коммутации оптических каналов, включающий направление двух пучкоя оптического излучения э акустооптнчеср-уЮ среду под углом один к другому и ВОЗ

действие на оба пучка в области их

пересечения одной акустической волны с частотой , распространяющейся в акустооптической среде в плоскости распространения обоих пучков оптического- излучения под углом к направлению распространения одного из них, удовлетворяющим условию брэгговского синхрданизма, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перекрест : ных помех, дополнительно воздействуют на оба пучка оптического кзлуче ния в области их пересечения другой акустической волной той же частоты fj , распространяющейся в акустооптической среде в плоскости распространения обоих оптических пучков под углом к направлению другого пучка оптического излучения, удовлетвор я- ющим условию брэгговского синхронизма , а для коммутации оптическ5:х кяна

лов заменяют воздействие указанными акустическими волнами на воздействие двумя другими акустическими волнами одинаковой частоты f , отличающейся от частоты , первых двух акустических волн, причем вторые две акустические волны распространяются в акустооптической среде в п лоскости распространения обоих оптических пучков так, что направление распространения одной из них образует угол, удоплет- воряющий условию брэгговского синхронизма для частоты f направлением распространения одного оптического пучка, а направление распространения другой волны образует угол, удовлетворяющий условию брзгговского синхронизма для частоты f с направлением распространения другого оптического пучка.

Фаг.1

Изобретение относится к техи|гке оптической связи. Цель изобретения - уменьшение уровня перекрестных помех, между каналами. Для этого устойчивые положения onT i4ecKHX каналов обеспечиваются за счет акустооптического взаимодействия каждого оптического пучка (2) с соответствующей акус- .тической волной 4(5). Переключение оптических каналюв осуществляется воздействием на пучки 1,2 акустическими волнами 8,9 другой частоты. Направление распространения волн 8 . и 9 образует с направлением распро- странения соответствующих оптических пучков Is2 угол, удовлетворяющий условию брэгговского синхронизма, 2 ил. с (О

П

10 13

фиг.г

Составитель Н. Богданов Редактор Т. Лошкарева Техред И.Попович Корректор А, Тяско

Заказ 4665Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4