一种基于多层波导阵列的光开关的制作方法

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本实用新型涉及通信技术领域，具体为一种基于多层波导阵列的光开关。


背景技术：

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近几年，以ip为主的internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了ip网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。一种智能化网络体系结构——自动交换光网络成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接设备构成，通过oxc，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效地管理，oxc技术在日益复杂的dwdm网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是oxc中的关键部分，光开关矩阵是oxc的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。随着光传送网向超高速、超大容量的方向发展网络的生存能力、网络的保护倒换和恢复问题成为网络关键问题，而光开关在光层的保护倒换对业务的保护和恢复起到了更为重要的作用。
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为减小反射镜转角的要求，并考虑到透镜或透镜阵列相差的问题，光纤阵列一般采用二维以提高密度，并采用腐蚀光纤进一步提高密度。封装腐蚀光纤的玻璃管有方形和圆形。此种设计的光开关具有尺寸小、性能优等显著特点，但也存在以下几个问题：
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1.二维光纤阵列采用穿插的封装方式，易造成光纤的折断，且其采用的是包层直径更小的腐蚀光纤，更易折断。
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2.二维光纤阵列的穿插封装形式，易发生光纤的旋转，难以实现阵列光纤的同方向封装，会增加光开关的耦合损耗，也不能用于制作保偏光开关。
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3.通道数量无法做到太多，一般无法超过64通道。
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上述问题均较大地影响了高通道光开关的生产效率和成本，限制了光开关市场领域的进一步推广。


技术实现要素：

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(一)解决的技术问题
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针对现有技术的不足，本实用新型为克服现有光开关的技术不足，提供一种二维多层波导阵列匹配二维反射镜的方案，本实用新型通过在光纤阵列前端耦合多层光波导，可以实现光通道数量大幅度增加。
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(二)技术方案
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为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于多层波导阵列的光开关，包括二维转镜、多层波导阵列、光纤阵列、入射光纤、出射光纤与耦合透镜，每个所述光纤阵列对应每个多层波导阵列，所述光纤阵列的内部有一根是入射光纤，其余是出射光纤。
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优选的，所述还包括入射透镜，多层波导阵列、光纤阵列、出射光纤与耦合透镜均位于二维转镜的同一侧。
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优选的，所述波导阵列与光纤阵列耦合连接，波导间距和光纤间距等同，所述波导阵列与耦合透镜耦合连接，波导之间的间距均小于四十微米，所述多层波导阵列从大间距扇出为小间距。
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优选的，所述耦合透镜为grin透镜，球面透镜或非球面透镜。
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(三)有益效果
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与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于多层波导阵列的光开关，具备以下有益效果：
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本方案提供了一种基于多层波导阵列的光开关的方案，通过在光纤阵列前端耦合多层光波导，可以实现光通道数量大幅度增加，以克服现有技术中由于光纤直径尺寸和转镜角度受限，透镜相差等，所带来的数量偏少问题。
附图说明
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图1为本实用新型实施例一示意图；
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图2为本实用新型实施例二示意图；
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图3为本实用新型多层波导阵列在与透镜耦合一侧的截面图；
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图4为本实用新型多层波导阵列在与光纤阵列耦合一侧的截面图。
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图中：1-入射透镜、2-二维转镜、3-多层波导阵列、4-光纤阵列、5-出射光纤、6-入射光纤、7-耦合透镜。
具体实施方式
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下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
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实施例一：
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请参阅图1、图3与图4，一种基于多层波导阵列的光开关，包括二维转镜2、多层波导阵列3、光纤阵列4、入射光纤6与耦合透镜7，每个光纤阵列4对应每层多层波导阵列3，光纤阵列4的内部有一根是入射光纤6。
[0026]
本实施例中，多层波导阵列3与光纤阵列4耦合连接，波导间距和光纤间距等同，波导阵列3与耦合透镜7耦合连接，波导之间的间距均小于四十微米，通过二维光波导阵列实现光通道间距变小，且二维叠加，可以实现二维方向上更高通道数量，实现超多通道光开关。
[0027]
本实施例中，耦合透镜7为grin透镜，球面透镜或非球面透镜，其作用是抑制光在传输过程中的发散，降低损耗。
[0028]
本实用新型的工作原理及使用流程：光纤中的某一根光纤作为入射光纤6，经过多层波导阵列3后，经耦合透镜7后，到达二维转镜 2，被镜片反射改变光的行进方向，反射光再通过耦合透镜7后进入某根光波导中，通过光波导后进入对应出射光纤5中，使用n个光纤阵列4的目的，是为了匹配n层多层波导阵列3，n层多层波导阵列3 在输出端扇出为不同位置，目的是为了耦合n个光纤阵列4时，光纤阵列4间不会干涉，每一层多层波导阵列3包含m
根波导，总共可实现m x n-1个通道光开关。
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实施例二：
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请参阅图2-4，一种基于多层波导阵列的光开关，包括入射透镜 1、二维转镜2、多层波导阵列3、光纤阵列4、入射光纤6与耦合透镜7，每个光纤阵列4对应每层多层波导阵列3，光纤阵列4的内部有一根是出射光纤5。
[0031]
本实施例中，优选的，还包括入射透镜1，多层波导阵列3、光纤阵列4、出射光纤5与耦合透镜7均位于二维转镜2的同一侧。
[0032]
本实施例中，多层波导阵列3与光纤阵列4耦合连接，波导间距和光纤间距等同，波导阵列3与耦合透镜7耦合连接，波导之间的间距均小于四十微米，通过二维光波导阵列实现光通道间距变小，且二维叠加，可以实现二维方向上更高通道数量，实现超多通道光开关。
[0033]
本实施例中，耦合透镜7为grin透镜，球面透镜或非球面透镜，其作用是抑制光在传输过程中的发散，降低损耗。
[0034]
本实用新型的工作原理及使用流程：入射光纤6出光经过入射透镜1后，到达二维转镜2，被镜片反射改变光的行进方向，光再通耦合透镜7后进入某根光波导中，通过光波导后进入对应光纤阵列4中，使用n个光纤阵列4的目的，是为了匹配n层多层波导阵列3，n层多层波导阵列3在输出端扇出为不同位置，目的是为了耦合n个光纤阵列4时，光纤阵列4间不会干涉，每一层多层波导阵列3包含m根波导，总共可实现m x n个通道光开关。
[0035]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。