[00818420]与偏振无关的4×4光纤光开关光学实现方法和矩阵描述

光开关是全光通信网络中一种重要的光无源器件，用于控制光纤传输通道中光信号的通、断，实现路由转换，可用于光通信网络中系统保护，系统监测等，实现全光交叉连接（OXC）。用于光开关阵列的技术有多种，其中自由空间光开关是一种重要的结构。但目前国内外采用的自由空间光开关所用光学元件多，结构复杂，光学调试困难。本研究提出一种新颖的与偏振无关的4x4自由空间光开关结构设计方法，并进行了矩阵理论分析。该4x4光开关具有新颖的光模块化结构，光开关结构仅由偏振分束棱镜，l/4波片，直角棱镜，全反镜和偏振光调制器组成，对光开关的控制与输入光束的偏振态无关。这种新型的光开关结构具有光学元件少，结构紧凑，模块化，与偏振无关的特点。研究结果表明，该4x4光开关输入输出光纤列阵定位精度小于0.5mm，串话小于-60dB，插入损耗小于3dB，开关速度小于1ms。基于4x4光开关的矩阵分析得到的路由控制表，为4x4光开关任意输入输出端口的路由控制状态提供了理论分析手段，从而可以方便地实现无阻塞光交换开关矩阵的路由控制功能。该研究对于推动全光OXC光通信网络的发展，实现光纤到户FTTH，具有重要的现实意义和应用价值。