Оптический коммутатор Советский патент 1992 года по МПК F21M3/00 G02B6/24 

Изобретение относится к системам освещения, активным элементам волоконно-оптических систем связи, элементам интегральной оптики, системам оптической обработки информации и может быть применено в качестве оптического коммутатора.

Известны оптические коммутаторы для построения волоконно-оптических систем связи, использующие принцип ответвления части светового сигнала на вход фотоприемника станции подключенный к ответвителю, а также на принципе оптического отражения световой волны в смесителе и равномерного распределения ее между входами волоконно-оптических кабелей.

Однако использование принципа пассивного ответвления части светового сигнала не позволяет создавать активные коммутаторы света.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является оптический коммутатор.

состоящий из подложки С.К волноводными каналами, входной грани для ввода светового луча и выходной грани для вывода луча.

Однако он не обеспечивает активной коммутации светового луча.

Целью изобретения является получение активной коммутации К световых лучей на соответствующие нагрузки.

Это достигается тем, что предлагается оптический коммутатор, состоящий из подложки СК волноводными каналами, входной грани для ввода светового луча и выходной грани для вывода луча, в котором подложка выполнена из ниобата лития LiNbOs, кристаллы которого обладают электро-опти- ческим эффектом, в котором на грани волноводных каналов нанесены управляющие электроды, в котором на электроды волноводных каналов подаются регулируемые напряжения через делители напряжения, выполненные управляемыми.

со

с

VI VI ю ел

ел

На фиг. 1 приведен активный коммутатор с К входами и К выходами с подводом световых потоков через волоконно-оптический кабель; на фиг. 2 - зависимость относительной яркости на выходе волноводного канала от относительного значения управляющего напряжения.

Устройство содержит кристаллическую пластину из ниобата лития LiNbOa, выполненные в ней волноводные каналы 2,1-2.К, оптически плотные переходы 3, входные волоконно-оптические кабели 4.1-4.К, выходные волоконно-оптические кабели 5.1-5.К, управляющие электроды б. 1-6.К, 7.1-7.К, выводы 8 которых через управляемые дели- тели 9.1-9.К напряжения подключены к источникам управляющих напряжений. Волоконно-оптические кабели 4, 5 подключены через оптически плотные переходы к входам и выходам волноводных каналов 2 соответственно, На гранях волноводных каналов расположены управляющие электроды 6, 7.

На фиг. 2 приведена эпюра зависимости относительной яркости светового потока на выходе волноводного канала от относительного значения входного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

В пластине из кристалла ниобата лития LiNbOs создаются физические каналы (К волноводных каналов), полученные в частности диффузией Tf в подложку Z среза кристалла LINbOa. Свет через соответствующий волноводный канал оптического комму- татора будет проходить только в том случае, если на его управляющие электроды в данный момент времени будет подано управляющее напряжение (линейный элек- тро-оптический эффект Поккельса).

Волноводный канал 2, выполненный в пластине из ниобата лития LINbOa, представляет собой электрооптическую систему, использующую электрооптический эффект, т.е. возникновение оптической анизотро- пии у прозрачного изотронного твердого диэлектрика при помещении его во внешнее электрическое поле. Под воздействием однородного электрического поля, прикладываемого между управляющими электродами б.М, 7.М М К, диэлектрик поляризуется и приобретает оптические свойства одноосного кристалла, оптическая ось которого совпадает по направлению с вектором Е напряженности электрического поля. При этом за счет эффекта полного внутреннего отражения света на выходе волноводного канала получаем световой поток с малым коэффициентом затухания.

В режитме отсутствия управляющего напряжения на гранях соответствующих волноводных каналов 2 (полосковых волноводов) свет от волоконно-оптических кабелей 4 не распространяется из-за сдвигов по фазе на 90° плоскости поляризации в соответствующих волноводных каналах и вектора Е напряженности электрического поля.

Изменяя коэффициент передачи управляемых делителей напряжения изменяем прозрачность волноводных каналов, а следовательно, и относительную интенсивность световых потоков на выходах оптического коммутатора.

Применение предлагаемого коммутатора позволяет осуществить активную коммутацию К световых потоков независимо друг от друга.

Формула изобретения

1.Оптический коммутатор, состоящий из подложки с К волноводными каналами, входной грани для ввода светового луча и выходной грани для вывода луча, отличающийся тем, что, с целью получения активной коммутации К(К 1) световых лучей на соответствующие нагрузки, подложка выполнена из ниобита лития LINbOa, кристаллы которого обладают электрооптическим эффектом.

2.Коммутатор по п.1,отличающий- с я тем, что на грани ёолноводных каналов нанесены управляющие электроды.

3.Коммутатор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на электроды волноводных каналов подаются регулируемые напряжения через делители напряжения, выполненные управляемыми.

Фиг.1

Использование: в системах освещения и в волоконно-оптических системах связи, Сущность изобретения: в кристаллической пластине из ниобата лития выполнены вол- новодные каналы 2, оптически плотные переходы 3, входные 4 и выходные 5 волоконно-оптические кабели. На гранях волноводных каналов 2 расположены управляющие электроды 6. 7. выводы 8 которых через управляемые делители 9 напряжения подключены к источникам управляющих напряжений. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

,, 8 рсосгг

У /жо1гп$ тол

0,5