Úvod do všech optických přepínačů
All-optický přepínač je hlavním prvkem v optické komunikační síti. Jako klíč k realizaci všech optických sítí má nízký čerpací výkon, vysokou účinnost přepínače, vlastnosti rychlé odezvy, v posledních letech byla věnována tolik pozornosti.
Od konce 80. let do současnosti mnoho výzkumných skupin provádělo hloubkový výzkum všech druhů všech optických přepínačů. All-optický přepínač je velmi důležitá technologie, může být aplikován na oblast optické komunikace, optické počítače, optické zpracování informací a optické zpracování dat. Optický přepínač jako klíčové komponenty nové generace všech optických sítí, které se používají hlavně k dosažení směrování úrovně světla, výběru vlnových délek, optického multiplexování s přídavným poklesem a optické ochrany před křížovým připojením a samoléčení. Proto bude optický přepínač rychlosti odezvy, přeslechy, výkon při ztrátě vložení přímo ovlivňovat kvalitu optické komunikace. Implementace optické sítě závisí na světelných spínačích, optickém filtru, zesilovači nové generace, zařízeních s technologií multiplexování s hustou vlnovou délkou a na technologickém pokroku.
Aplikace optických přepínačů ve všech optických sítích by navíc měly mít vysokou rychlost odezvy, nízké ztráty vložení, nízké přeslechy kanálů a necitlivost na polarizaci, měly by mít také integraci a škálovatelnost a levné, nízké spotřeby, dobrou tepelnou stabilitu a další vlastnosti. Očekává se, že plně optický přepínač bude odrážet jeho obrovský potenciál v následujících aplikacích.
(1) Rychlost výpočtu počítače závisí na zvýšené rychlosti spínacích prvků a zmenšení velikosti čipu, v tomto ohledu došlo k úzkému místu. Možným východiskem je vývoj optického počítače. Optické počítače mohou být rychlý fotonický přepínací čip a čip, který tvoří vnější optická propojení. V souladu s tím je optický přepínač klíčem k rozvoji optických počítačů.
(2) Elektronická komunikace je postupně nahrazována optickými vlákny, aby byla uspokojena rostoucí poptávka po komunikační kapacitě. Technologie multiplexování divize hustých vlnových délek, přenos optického komunikačního signálu pro dosažení veškeré výměny optického signálu také závisí na elektronice, což omezuje zlepšení rychlosti optické komunikace. Proto je veškerá optická komunikace klíčem ke všem optickým přepínačům.
3) komunikační systémy z optických vláken v dálkové síti, metropolitní síti, přístupová síť mezi optickým přepínačem požadovaným optickým křížovým propojením pro dokončení; optická přepínací síť mezi uživateli spoléhá na OADM. Optický multiplexor s křížovým připojením a přidáním sestává z pole optických přepínačů. Optický přepínač je základem pro všechny optické přepínání.
Od sedmdesátých let začala studovat optická bistabilita více než 30 let historie. Studium all-optického přepínání však také čelí mnoha praktickým problémům, hlavně kvůli třem důvodům.
(1) All-optický přepínač je založen na nelineárním jevu třetího řádu. Požadovaný optický výkon spínače je příliš vysoký, což často vyžaduje více než intenzitu světla signálního světla větší než pět řádů. Stejně jako elektronický spínač s nízkým výkonem nemůže dosáhnout řízení světla s nízkým výkonem.
(2) V důsledku silného vstupního světla způsobeného silným tepelným účinkem, zejména ve špičce dielektrické absorpce ve spínacím zařízení s vlnovou délkou, je absorpce tepla tak, že zařízení je velmi nestabilní a obtížné dosáhnout kaskádové operace zařízení.
(3) Šíření laserového paprsku ve středních mikronech, hustota výkonu není vysoká, ale omezená vzdálenost nelineárního účinku potřebná k produkci nelineární energie je příliš obtížné komprimovat na příčný rozměr paprsku.
Proto je snižování spínacího výkonu studiem všech optických přepínačů důležitým úkolem. Vystavení světla vláknovým vlnovodem nebo planárním integrovaným optickým vlnovodem majícím vlnovou délku řádově příčného rozměru, může získat vyšší hustotu světelného výkonu a delší délku interakce, čímž se výrazně zlepší účinnost generování nelineárních optických efektů a může se snížit optický výkon k dosažení optického přepínače. Hlavním předmětem studia se stal optický přepínač typu Waveguide. Křemíkové vlnovody (včetně optického vlákna) v absorpci komunikačního pásma jsou malé, ale nelineární příliš slabé, akumulace dostupné kruhové dutiny je nelineární.
