阅读说明：本技术 1×2路光纤声光光开关 (1 x 2 path optical fiber acousto-optic switch ) 是由 吴畏 吴中超 高维松 朱吉 唐诗 周飞 赵闯 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种1×2路光纤声光光开关,包括声光晶体、换能器Ⅰ、换能器Ⅱ以及表电极,所述声光晶体的顶部成型为人字形,使声光晶体顶部形成从两端至中部向上倾斜的第一安装面和第二安装面；所述换能器Ⅰ和换能器Ⅱ分别安装于声光晶体顶部的第一安装面和第二安装面上,在换能器Ⅰ和换能器Ⅱ的表面分别设有一表电极；其中,所述换能器Ⅰ的通声面与声光晶体的通光面之间的夹角以及和换能器Ⅱ的通声面与声光晶体的通光面之间的夹角均为α,且：<Image he="130" wi="214" file="DDA0002252439010000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>式中：λ是入射光波长,f是工作频率,v是声光晶体声速。本发明能够实现切换无延时时间,同时单晶体大幅缩小产品体积,易于集成。(The invention discloses a 1 x 2 path optical fiber acousto-optic switch, which comprises an acousto-optic crystal, an energy converter I, an energy converter II and a surface electrode, wherein the top of the acousto-optic crystal is shaped like a Chinese character 'ji', so that a first mounting surface and a second mounting surface which incline upwards from two ends to the middle part are formed at the top of the acousto-optic crystal; the transducer I and the transducer II are respectively arranged on a first mounting surface and a second mounting surface at the top of the acousto-optic crystal, and a surface electrode is respectively arranged on the surfaces of the transducer I and the transducer II; wherein, the contained angle that leads to between the sound face of leading to of transducer I and the plain noodles of leading to of acousto-optic crystal and the contained angle that leads to between the sound face of leading to of transducer II and the plain noodles of leading to of acousto-optic crystal are alpha, just: in the formula: λ is the incident light wavelength, f is the operating frequency, and v is the acoustic sound velocity of the acousto-optic crystal. The invention can realize the switching without delay time, and meanwhile, the single crystal greatly reduces the product volume and is easy to integrate.)

1×2路光纤声光光开关

技术领域

本发明涉及光开关技术领域，尤其涉及一种1×2路光纤声光光开关。

背景技术

1×2路光开关是光通信中实现光波分复用的基础元器件，目前主流的光开关有机械光开关、微机械光开关、电光开关、磁光开关、铌酸锂波导开关，其各自性能特点如表1所示。

表1主流光开关

如上所示，1×2路光纤声光光开关切换速度快、***损耗低、消光比高、偏振无关，是对目前主流光开关的一个重要补充。但是，一方面，如图1所示，目前1×2路声光光开关采用双晶体结构，体积大，不利于集成，同时增加了调试难度；另一方面，如图2所示，无法保证两个声光晶体延时一致，造成光路时域重叠和混频，必须通过电路切换延时处理来避免，延时时间造成了光路时域间隙，同时增加了电路复杂度。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有1×2路光开关采用双晶体结构，光路切换过程中存在延时时间，且延时一致性差，电路复杂，体积大的问题，提供一种1×2路光纤声光光开关，能够实现切换无延时时间，同时单晶体大幅缩小产品体积，易于集成。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种1×2路光纤声光光开关，其特征在于：包括声光晶体、换能器Ⅰ、换能器Ⅱ以及表电极，所述声光晶体的顶部成型为人字形，使声光晶体顶部形成从两端至中部向上倾斜的第一安装面和第二安装面；所述换能器Ⅰ和换能器Ⅱ分别安装于声光晶体顶部的第一安装面和第二安装面上，在换能器Ⅰ和换能器Ⅱ的表面分别设有一表电极；

其中，所述换能器Ⅰ的通声面与声光晶体的通光面之间的夹角以及和换能器Ⅱ的通声面与声光晶体的通光面之间的夹角均为α，且：

式中：λ是入射光波长，f是工作频率，v是声光晶体声速。

进一步地，还包括光路切换控制电路，所述光路切换控制电路具有两个输出控制端，且两输出控制端分别与两表电极相连。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：结构更加简单，并且将两蓄能器集成到一块声光晶体上，能够大幅缩小产品体积，易于集成；并且光路切换控制电路更加简单，在两路进行切换时不会造成光路延迟，切换无延时时间，从而实现无缝切换。

附图说明

图1为现有光开关的开关原理图。

图2为现有光开关时域图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的开关原理图。

图5为本发明的光路结构图。

图中：1—声光晶体，2—换能器Ⅰ，3—换能器Ⅱ，4—表电极，5—入射光，6—第一衍射光，7—第二衍射光。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图3至图5，一种1×2路光纤声光光开关，包括声光晶体1、换能器Ⅰ2、换能器Ⅱ3以及表电极4，其中，声光晶体1优先选用声光优值高声光材料，以实现低功耗一体化集成。所述声光晶体1的顶部成型为人字形(屋脊型)，使声光晶体1顶部形成从两端至中部向上倾斜的第一安装面和第二安装面；所述换能器Ⅰ2和换能器Ⅱ3分别安装于声光晶体1顶部的第一安装面和第二安装面上，在换能器Ⅰ2和换能器Ⅱ3的表面分别设有一表电极4。还包括光路切换控制电路，所述光路切换控制电路具有两个输出控制端，且两输出控制端分别与两表电极4相连。

通过在一块声光晶体1表面制作两片换能器，能够实现两片换能器间隙工作模式，射频信号通过外部控制信号进行切换控制，通过TTL信号进行高低电平控制实现1通道和2通道的工作。

其中，所述换能器Ⅰ2的通声面与声光晶体1的通光面之间的夹角以及和换能器Ⅱ3的通声面与声光晶体1的通光面之间的夹角均为α，且：

式中：λ是入射光5波长，f是工作频率，v是声光晶体1声速。

工作过程中，入射光5垂直于声光晶体1入射，同换能器Ⅰ2声波传输方向和换能器Ⅱ3声波传输方向发生声光互作用的距离L相同，因此对应的延迟时间L/v相同，在两路进行切换时不会造成光路延迟，能够实现无缝切换。具体地，射频信号输入到切换控制电路，切换控制电路有外部控制信号进行切换控制，然后由切换控制电路切换后输入到换能器Ⅰ2和换能器Ⅱ3的表电极4上，实际切换中，通过TTL信号进行高低电平控制实现换能器Ⅰ2和换能器Ⅱ3的切换，从而实现两条通道的工作。

入射光5同换能器Ⅰ2声波发生声光互作用形成第一衍射光6，第一衍射光6同入射光5波之间的分离角β1＝2α，同换能器Ⅱ3声波发生声光互作用形成第二衍射光7，第二衍射光7同入射光5波之间的分离角β2＝2α，衍射光1和衍射光2之间分离角为4α，因此易于实现两束光的空间分离，缩小光路长度，方便后端光纤耦合接收。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。