Introdução ao interruptor totalmente óptico
O switch totalmente óptico é o principal elemento da rede de comunicação óptica. Como a chave para realizar toda a rede óptica, tem uma baixa potência de bombeamento, alta eficiência de troca, características de tempo de resposta rápidas, tanta atenção nos últimos anos tem sido paga.
Do final da década de 1980 até o presente, muitos grupos de pesquisa conduziram uma pesquisa aprofundada de todos os tipos de interruptores totalmente ópticos. O switch totalmente óptico é uma tecnologia muito importante, podendo ser aplicado ao campo das comunicações ópticas, computadores ópticos, processamento de informações ópticas e processamento de dados ópticos. Optical switch como os principais componentes de uma nova geração de rede totalmente óptica, usada principalmente para alcançar roteamento de nível de luz, seleção de comprimento de onda, multiplexação óptica add-drop e proteção de cross-connect e self-healing óptica. Portanto, o interruptor óptico de velocidade de resposta, crosstalk, desempenho de perda de inserção afetará diretamente a qualidade da comunicação óptica. A implementação da rede óptica depende dos interruptores de luz, filtro óptico, um amplificador de nova geração, dispositivos de tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda densa e progresso tecnológico.
Optical switches aplicações em todas as redes ópticas, além disso deve ter uma velocidade de resposta rápida, baixa perda de inserção, crosstalk canal baixo e polarização insensível, também deve ter integração e escalabilidade e baixo custo, baixa potência, boa estabilidade térmica e outras características. Espera-se que o switch totalmente óptico reflita seu enorme potencial nos seguintes aplicativos.
(1) A velocidade de cálculo do computador depende do aumento da velocidade dos elementos de comutação e da redução do tamanho do chip, no que diz respeito a um gargalo. O desenvolvimento do computador óptico é uma saída possível. Os computadores ópticos podem ser chip de comutação rápido fotônico e chip que constituem as interconexões ópticas externas. Por conseguinte, o comutador óptico é a chave para o desenvolvimento de computadores ópticos.
(2) A comunicação eletrônica é gradualmente a comunicação de fibra óptica substituída, a fim de atender a crescente demanda por capacidade de comunicação. Densa Wavelength Division Multiplexação tecnologia, transmissão de sinal de comunicação de fibra óptica para alcançar toda a troca de sinal óptico também dependem de eletrônica, limitando a melhoria da taxa de comunicação óptica. Portanto, a comunicação totalmente óptica é a chave para o switch totalmente óptico.
(3) sistemas de comunicação de fibra óptica na rede de longa distância, rede de área metropolitana, a rede de acesso entre o interruptor óptico requerido pelos cross-connects ópticos para completar; rede de comutação óptica entre usuários dependem do OADM. O multiplexador de cross-connect e add-drop óptico é constituído por uma matriz de switch óptico. Assim, o switch óptico é a base para a comutação totalmente óptica.
A partir da década de 1970 começou a estudar a biestabilidade óptica tem mais de 30 anos de história. No entanto, o estudo da comutação totalmente óptica também enfrenta muitos problemas práticos, principalmente devido a três razões.
(1) O comutador totalmente óptico baseia-se no efeito não linear de terceira ordem. A potência óptica desejada do switch é muito alta, o que muitas vezes leva mais do que a intensidade da luz do sinal em mais de cinco ordens de magnitude. Não como o comutador eletrônico de baixa potência, ele não pode obter controle de luz de baixa potência.
(2) Devido à forte luz de entrada causada pelo forte efeito térmico, particularmente no pico de absorção dielétrica em um dispositivo de chaveamento de comprimento de onda, a absorção de calor de modo que o dispositivo é muito instável e difícil de alcançar uma operação em cascata do dispositivo.
(3) A propagação do feixe de laser nos microns médios, a densidade de potência não é alta, mas a distância limitada de efeito não linear necessária para produzir energia não linear é muito difícil de comprimir para a dimensão transversal do feixe.
Portanto, reduzir o poder de comutação é o estudo de todos os interruptores ópticos é uma tarefa importante. Sujeito a luz através do guia de onda de fibra ou um guia de ondas óptico integrado plano tendo uma dimensão transversal de magnitude de comprimento de onda, pode obter uma maior densidade de potência de luz e um comprimento de interação mais longo, aumentando significativamente a eficiência de geração de efeitos ópticos não-lineares e pode diminuir poder para conseguir o interruptor todo-óptico. Interruptor óptico do tipo guia de ondas torna-se o principal objeto de estudo. Guias de onda de silício (incluindo fibra óptica) na absorção de banda de comunicação é pequeno, mas não linear muito fraco, o acúmulo de cavidade do anel disponível não linear.
