一種微光纖光開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微光纖光開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技水平的更新，當(dāng)代的信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始朝著全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展。全光網(wǎng)絡(luò)是指上、下載的業(yè)務(wù)信號及交換過程均以光波的形式進(jìn)行，沒有任何光電及電光轉(zhuǎn)換，全部過程都在光域范圍內(nèi)完成。光開關(guān)是按一定要求將一個(gè)光通道的光信號轉(zhuǎn)換到另一個(gè)光通道的器件。光開關(guān)可使光路之間進(jìn)行直接交換，是光網(wǎng)絡(luò)中完成全光交換的核心器件，隨著全光網(wǎng)絡(luò)市場的擴(kuò)大，光開關(guān)的研究日益成為全光通信領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]通常使用的光開關(guān)有微電子機(jī)械系統(tǒng)、電光開關(guān)、熱光開關(guān)、液晶光開關(guān)、磁光效應(yīng)光開關(guān)、聲光光開關(guān)以及半導(dǎo)體多量子阱超快光開關(guān)等等多種，其原理可以大致分為3種，將某一光纖通道的光信號切斷或開通；將某波長光信號由一光纖通道轉(zhuǎn)換到另一光纖通道；在同一光纖通道中將一種波長的光信號轉(zhuǎn)換為另一波長的光信號。由于光開關(guān)對于全光網(wǎng)絡(luò)的重要性，使得其在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有顯著的發(fā)展。
[0004]在諸多種的光開關(guān)中，其通常尺寸偏大，原理復(fù)雜，成本高等缺點(diǎn)都成為了制約光開光發(fā)展的一個(gè)屏障。由于當(dāng)今的全光網(wǎng)絡(luò)通常以光纖為媒介，而傳統(tǒng)的光開關(guān)在與光纖系統(tǒng)對接時(shí)的種種不便也限制了光開關(guān)的發(fā)展。光纖光開關(guān)的出現(xiàn)很好的解決了以上敘述的一些問題，光纖以其成本低，抗噪能力強(qiáng)，尺寸小等諸多優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入了研究者們的視野，光纖光開關(guān)不但可以實(shí)現(xiàn)完美的與當(dāng)今全光網(wǎng)絡(luò)中的光纖進(jìn)行對接，而且可以在極其狹窄的空間進(jìn)行使用，這都使得光纖光開關(guān)有著一定的研究價(jià)值。
[0005]專利CN102495479A公開發(fā)明了一種基于石墨烯薄膜的電控微納光纖光開關(guān),其結(jié)構(gòu)主要包括拉錐的光輸出微納光纖、拉錐的光輸入微納光纖和基于石墨烯薄膜的電路控制模塊組成。其中基于石墨烯薄膜的電路控制模塊是以涂覆有石墨烯薄膜的硅基底為中心，并在其硅基底邊緣置有金屬電極。當(dāng)金屬電極接外電源，通過不同的外加電壓改變石墨烯薄膜的透射率，以光在微納光纖中的倏逝場傳播原理為基礎(chǔ)，達(dá)到對光從輸入端微納光纖耦合入輸出端微納光纖的控制，從而實(shí)現(xiàn)光纖光開關(guān)的功能。這種方法雖然有著光纖光開關(guān)的諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于石墨烯材料的成本比較高，而且其控制構(gòu)架的復(fù)雜性限制了光開關(guān)的尺寸。本專利提出的光纖光開關(guān)，不但成本極低，而且在結(jié)構(gòu)上充分的體現(xiàn)了光纖尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，特別是可以應(yīng)用在狹窄的空間內(nèi)。
[0006]本專利設(shè)計(jì)的光纖光開關(guān)是基于熱對流效應(yīng)制作的，由于吸收膜對控制光進(jìn)行吸收后產(chǎn)生了一個(gè)熱源，使得液體內(nèi)部有了明顯溫度梯度，從而利用形成的熱對流場實(shí)現(xiàn)微光纖的耦合，進(jìn)而達(dá)到光開關(guān)的作用。目前尚未有利用這種效應(yīng)構(gòu)建的光纖光開關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于把當(dāng)今的微光纖耦合技術(shù)與熱對流效應(yīng)相結(jié)合，構(gòu)成一種微光纖光開關(guān)。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種微光纖光開關(guān)，包括用于控制開關(guān)通斷的控制光源1、用于通信的信號光源2、適用于控制光3和信號光4波長的波分復(fù)用器5、具有稱合區(qū)的第一光纖6、以及在f禹合區(qū)上鍍有可以吸收特殊波長吸收膜7的第二光纖8組成，利用波分復(fù)用器5將控制光3與信號光4同時(shí)注入第二光纖8中，吸收膜7對控制光3進(jìn)行吸收并釋放出熱量，熱源的存在改變工作液體9流動(dòng)方向，使第一光纖的耦合區(qū)10受到熱流的作用向第二光纖耦合區(qū)11靠近，當(dāng)?shù)谝还饫w的耦合區(qū)10和第二光纖的耦合區(qū)11相接觸時(shí)，在第二光纖8中的信號光4滿足耦合條件，在第一光纖6中激勵(lì)出傳導(dǎo)模式12，當(dāng)關(guān)閉控制光源I的時(shí)，第一光纖6不能保持與第二光纖8緊密接觸，信號光4由于第一光纖耦合區(qū)10與第二光纖的耦合區(qū)11之間不滿足耦合條件，導(dǎo)致不能在第一光纖6中激勵(lì)出傳導(dǎo)模12，從而通過對控制光3的通斷實(shí)現(xiàn)信號光4在第一光纖6中的通斷。
[0010]波分復(fù)用器5是根據(jù)控制光3和信號光4的不同波長而選擇的，其中控制光源I與信號光源2所發(fā)射的光波長不相同。
[0011]吸收膜7只對控制光3的波長進(jìn)行吸收。
[0012]工作液體9受熱會(huì)引起液體局部流向發(fā)生改變。
[0013]耦合區(qū)域的第一光纖6是在單根光纖上用熔融拉錐方法制作的一段具有直徑均勻的微光纖，當(dāng)其受力后彎曲并且在第一光纖耦合區(qū)與第二光纖耦合區(qū)緊密接觸，保留這樣的一段特定長度的微光纖耦合區(qū)10。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
[0015]這種光纖光開關(guān)具備結(jié)構(gòu)簡單且尺寸小、可重復(fù)性高、抗造效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1 一種光纖光開光的系統(tǒng)圖；
[0017]圖2熱對流場內(nèi)水流方向；
[0018]圖3光纖光開關(guān)封裝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0021]一種微光纖光開關(guān)，包括用于控制開關(guān)通斷的控制光源、用于通信的信號光源、適用于控制光和信號光波長的WDM、具有耦合區(qū)的第一光纖、以及在耦合區(qū)上鍍有可以吸收特殊波長吸收膜的第二光纖組成；其特征在于，利用WDM將控制光與信號光同時(shí)注入第二光纖中，吸收膜對控制光進(jìn)行吸收并釋放出熱量，由于此熱源的存在改變液體流動(dòng)方向，使得第一光纖的耦合區(qū)受到熱流的作用向第二光纖耦合區(qū)靠近，當(dāng)?shù)谝还饫w的耦合區(qū)和第二光纖的耦合區(qū)相接觸時(shí)，在第二光纖中的信號光剛好滿足耦合條件，在第一光纖中可以激勵(lì)出傳導(dǎo)模式，而當(dāng)關(guān)閉控制光源的時(shí)候，第一光纖由于周圍環(huán)境的影響將不能保持與第二光纖緊密接觸，信號光由于第一光纖耦合區(qū)與第二光纖的耦合區(qū)之間不滿足耦合條件，導(dǎo)致不能在第一光纖中激勵(lì)出傳導(dǎo)模，從而通過對控制光的通斷實(shí)現(xiàn)信號光在第一光纖中的通斷。
[0022]所述的一種WDM是根據(jù)控制光和信號光的不同波長而選擇的，其中控制光源與信號光源所發(fā)射的光波長不相同。
[0023]所述的特殊波長吸收膜只對控制光的波長進(jìn)行吸收，而對于信號光的波長吸收較少。
[0024]所述的工作液體，其特征是:受熱會(huì)引起液體局部流向發(fā)生改變，這種液體可以是水，或其他。
[0025]所述的具有耦合區(qū)域的第一光纖是在單根光纖上用熔融拉錐方法制作的一段具有直徑均勻的微光纖，其特征在于當(dāng)其受力后可以彎曲并且在第一光纖耦合區(qū)與第二光纖耦合區(qū)可以緊密接觸，保留這樣的一段特定