1*2光开关光纤耦合性能与驱动方式的研究

摘要

光开关作为重要的进行光路转换和通断控制的无源器件，在光通讯领域发挥着越来越重要的作用，也越来越多的引起诸多专家学者的广泛关注。
　　本文介绍了光开关的研究现状和进展，对传统和新型的光开关技术作了详细的分析研究，分别概述了各种光开关的优缺点。对光纤传输理论和压电陶瓷相关知识进行了简单的分析介绍。
　　对典型的不同光纤端面耦合方式平面-平面、球面-平面、球面-球面以及斜面-斜面耦合进行了相关的理论分析和实验测量。
　　针对动纤式机械光开关结构，理论分析了光纤端面具有斜8度角两光纤端面的耦合效率及回波损耗，实验验证回波损耗可达62.1dB，光纤的插入损耗为0.34dB，完全符合机械式光开关国家相关标准。
　　在理论分析和实验验证的基础上，对光纤端面切8度角对接方式的定位情况进行了可行性分析，进一步分析了机械光开关的两种典型的驱动方式——电磁继电器驱动和压电陶瓷驱动。给出了两种驱动的优缺点以及相应的改进方法措施。最后给出了光开关转换时间的测量分析方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 光开关的分类和国内外发展现状

1．2．1 机械式光开关

1．2．2 电光效应光开关

1．2．3 热光效应光开关

1．2．4 声光效应光开关

1．2．5 磁光效应光开关

1．2．6 MEMS光开关

1．2．7 微流控光开关

1．2．8 全光开关

1．3 光开关在光纤通信网络中的应用

1．4 本课题的主要工作以及创新点

第二章 1×2动纤式机械光开关性能参数分析

2．1 单模光纤的传输

2．1．1 光纤的结构

2．1．2 光纤的分类

2．1．3 单模传输条件和截止波长

2．1．4 旱棋光纤上作模式特性

2．2 光开关的重要性能参数指标

2．3 光纤的回波损耗

2．3．1 回波损耗对光传输的影响

2．3．2 回波损耗形成的原因

2．4 回波损耗的改进方式

2．4．1 1×2光开关波导层光纤对接方式

2．4．2 其它改进回波损耗的方式

2．5 光纤端面斜8°耦合

2．5．1 光纤端面斜8°对接的理论分析

2．5．2 斜面切8°对接方式的插入损耗实验测量

第三章 光纤的动力学分析

3．1 SolidWorks软件简介

3．2 Solidworks软件仿真结果分析

第四章 1×2机械光开关光纤驱动结构的研究

4．1 移动光纤式1*2光开关

4．2 继电器驱动方法分析

4．3 压电陶瓷驱动

4．3．1 压电陶瓷的发展

4．3．2 压电陶瓷的压电效应

4．3．3 压电陶瓷驱动

4．4 压电陶瓷驱动光开关和继电器驱动光开关的比较

4．5 光开关转换时间测量

第五章 光开关研究展望

5．1 电渗流驱动

5．2 热(气泡)驱动

5．3 表面张力驱动

5．4 数字化微流体系统的驱动方式

5．5 超声行波驱动

5．6 光压驱动

5．7 电磁驱动

5．8 Marangoni对流驱动

第六章 结束语

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢