Introducció del commutador tot òptic
El commutador totalment òptic és l’element principal de la xarxa de comunicacions òptiques. Com a clau per fer realitat tota la xarxa òptica, té una potència de bombament baixa, alta eficiència de commutació, característiques de temps de resposta ràpides, i s’ha prestat molta atenció en els darrers anys.
Des de finals dels anys vuitanta fins a l’actualitat, molts grups de recerca han realitzat investigacions en profunditat de tot tipus de commutadors òptics. L’interruptor tot òptic és una tecnologia molt important, es pot aplicar al camp de les comunicacions òptiques, ordinadors òptics, processament òptic d’informació i processament òptic de dades. L’interruptor òptic com a components clau d’una nova generació de xarxa tot òptica, principalment utilitzada per aconseguir un encaminament del nivell de llum, la selecció de longitud d’ona, el multiplexatge òptic de gota i la connexió òptica i la protecció autocuració. Per tant, el commutador òptic de velocitat de resposta, el parcial i la pèrdua d’inserció afectaran directament la qualitat de la comunicació òptica. La implementació de xarxa òptica depèn dels interruptors de llum, del filtre òptic, d’un amplificador de nova generació, dels dispositius de tecnologia de multiplexació de divisió de longitud d’ona densa i del progrés tecnològic.
Les aplicacions de commutadors òptics a les xarxes totalment òptiques han de tenir una velocitat de resposta ràpida, baixa pèrdua d’inserció, cruïlla de canals baixa i una polarització insensible, també han de tenir integració i escalabilitat i de baix cost, baixa potència, bona estabilitat tèrmica i altres característiques. S’espera que l’interruptor tot òptic reflecteixi el seu enorme potencial en les aplicacions següents.
(1) La velocitat de càlcul de l’ordinador depèn de l’augment de la velocitat dels elements de commutació i la reducció de la mida del xip, en aquest sentit s’ha trobat un coll d’ampolla. El desenvolupament d’ordinadors òptics és una possible sortida. Els ordinadors òptics poden ser xip fotònics de commutació ràpida i constitueixen xip els interconnexions òptiques exteriors. Per tant, el commutador òptic és la clau per al desenvolupament d’ordinadors òptics.
(2) La comunicació electrònica es substitueix gradualment en la fibra òptica per satisfer la demanda creixent de capacitat de comunicació. Divisió de longitud d'ona densa La tecnologia de multiplexació, transmissió de senyal de comunicació de fibra òptica per aconseguir tot l'intercanvi de senyal òptic també es basa en l'electrònica, limitant la millora de la velocitat de comunicació òptica. Per tant, la comunicació totalment òptica és la clau per al commutador totalment òptic.
(3) Sistemes de comunicació de fibra òptica a la xarxa de llarg recorregut, xarxa d’àrea metropolitana, la xarxa d’accés entre l’interruptor òptic requerit per la connexió òptica entrelaçada; la xarxa de commutadors òptics entre els usuaris confia en l'OADM. El multiplexor òptic de connexió creuada i add-drop està constituït per una matriu de commutadors òptics. Així doncs, el commutador òptic és la base per a la commutació totalment òptica.
A partir dels anys 70 es va començar a estudiar la bistabilitat òptica amb més de 30 anys d’història. Tanmateix, l’estudi de la commutació òptica també té molts problemes pràctics, principalment per tres raons.
(1) El commutador òptic es basa en l'efecte no lineal de tercer ordre. La potència òptica de l’interruptor desitjada és massa alta, que sovint requereix més que la intensitat de la llum del senyal més de cinc ordres de magnitud. No és com l’interruptor electrònic de baix consum, no pot aconseguir un control de llum de baix consum.
(2) A causa de la forta llum d’entrada provocada per l’efecte tèrmic fort, particularment en el pic d’absorció dielèctrica en un dispositiu de commutació de longitud d’ona, l’absorció de calor de manera que el dispositiu és molt inestable i difícil d’aconseguir un funcionament en cascada del dispositiu.
(3) La propagació del feix làser en els micres mitjans, la densitat de potència no és alta, però l'efecte no lineal la distància limitada requerida per produir potència no lineal és massa difícil de comprimir a la dimensió transversal del feix.
Per tant, reduir la potència de commutació és l'estudi del commutador totalment òptic és una tasca important. En subjectar la llum a través de la guia d'ona de la fibra o d'una guia d'ona òptica plana integrada que tingui un ordre de longitud transversal de magnitud de dimensió transversal, pot obtenir una densitat de potència lumínica més elevada i una longitud d'interacció més llarga, millorant molt l'eficiència de generar efectes òptics no lineals i pot disminuir l'òptica. potència per aconseguir un commutador totalment òptic. L’objecte principal d’estudi es converteix en l’interruptor òptic de tipus d’ona. Les guies d’ones de silici (inclosa la fibra òptica) en l’absorció de la banda de comunicació és petita, però no lineal massa dèbil, l’acumulació de la cavitat de l’anell disponible no lineal.
