一種3×3自由空間光路由器，構(gòu)成包括6個光束通道、18個偏振分束器、19個光開關(guān)和19個電開關(guān)集成在一塊電路控制板、上，每一個光開關(guān)的一端連電源，另一端通過一個相應的電開關(guān)接所述的電源的另一端，所有電開關(guān)的控制端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機的輸出端連接。計算機通過對信號光偏振態(tài)的控制，可以實現(xiàn)6個通道中任意兩通道之間的無阻塞連接。本發(fā)明專利技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、響應速度快、無阻塞、高速并行和大容量等優(yōu)點，適用于各種光學互連網(wǎng)絡。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光路由器，特別是一種3X3自由空間型光路由器，能快速的實現(xiàn)6個通道中任意兩通道之間的同時無阻塞連接。適用于各種光學互連網(wǎng)絡及空間激光通信。
技術(shù)介紹
具有快速交換能力的大帶寬光學互連和光交換技術(shù)在計算機和光通信系統(tǒng)中有巨大的應用前景，因此成為信息光學研究發(fā)展的前沿和熱點。光學互連網(wǎng)絡是從電子互連網(wǎng)絡引申、發(fā)展而來，由光互連及光開關(guān)陣列實現(xiàn)網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。由于電子電路帶寬“瓶頸”，限制了網(wǎng)絡節(jié)點的吞吐量，因此光開關(guān)對于光網(wǎng)絡的功能實現(xiàn)至關(guān)重要。光開關(guān)可以實現(xiàn)信號光路由控制和光交換，取代以電子為載體的器件或系統(tǒng)，摒棄電光交換，實現(xiàn)光信號的全光轉(zhuǎn)換。自由空間光學主要是用幾何光學和物理光學來實現(xiàn)，它可以充分發(fā)揮光束高帶寬大容量的特點，并能自由實現(xiàn)空間三維光互連。現(xiàn)有光開關(guān)方案中，信號光依次通過各級模塊，在各級相位型空間光調(diào)制器的控制下，完成最終的交換輸出，可以實現(xiàn)任意輸入端口到任意輸出端口的無阻塞光交換。參閱文獻(I)羅風光，曹明翠，謝胡，周新軍，羅志祥，徐軍，4X4自由空間光開關(guān)結(jié)構(gòu)及其矩陣分析。文獻(2)楊俊波，蘇顯渝，與偏振無關(guān)雙向2X2和4X4自由空間光開關(guān)。但不能實現(xiàn)光信號在輸入-輸入端口，輸出-輸出端口間的交換，即不能實現(xiàn)完整的路由控制功倉泛。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種3X3自由空間光路由器，該空間光路由器在計算機的控制下，可以實現(xiàn)6個通道的任意兩通道無阻塞連接。具有高速并行、大容量、無阻塞、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、損耗小等特點。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案如下`一種3X3自由空間光路由器，特點在于其構(gòu)成包括6個光束通道、具有相同結(jié)構(gòu)的19個光開關(guān),具有相同結(jié)構(gòu)的18偏振分束器,具有相同結(jié)構(gòu)的19個電開關(guān)、一塊電路控制板、一個電源和一臺計算機，上述元部件的位置關(guān)系如下第I光束通道與第4通道光束在同一水平線上，第2光束通道與第5通道光束在同一水平線上，第3光束通道與第6通道光束在同一水平線上，沿第I光束通道進入的光束方向依次是第I光開關(guān)、第I偏振分束器、第6偏振分束器)、第9光開關(guān)、第8偏振分束器、第10偏振分束器、第11光開關(guān)、第12偏振分束器、第16偏振分束器、第17光開關(guān)到達第4光束通道，所述的第I偏振分束器、第8偏振分束器、第12偏振分束器的分束面與所述的第I通道光束成45°夾角，所述的第6偏振分束器、第10偏振分束器、第16偏振分束器的分束面與所述的第I通道光束成135°夾角；沿第2光束通道進入的光束方向依次是第2光開關(guān)、第2偏振分束器、第6光開關(guān)、第4偏振分束器、第8光開關(guān)、第7偏振分束器，所述的第2偏振分束器和第7偏振分束器的分束面與第2光束通道的光束成成135°夾角，所述的第4偏振分束器的分束面與第2光束通道的光束成45°夾角；沿第3光束通道進入的光束方向依次是第3光開關(guān)、第3偏振分束器、第7光開關(guān)、第5偏振分束器、第9偏振分束器、第10光開關(guān)、第11偏振分束器、第15偏振分束器、第14光開關(guān)、第18偏振分束器和第19光開關(guān)到達第6光束通道,所述的第9偏振分束器、第15偏振分束器和第18偏振分束器的分束面與第3光束通道的光束成45°夾角，所述的第3偏振分束器、第5偏振分束器和第11偏振分束器的分束面與第3光束通道的光束成135°夾角；在所述的第I偏振分束器的反射光方向經(jīng)第4光開關(guān)、第2偏振分束器、第5光開關(guān)入射所述的第3偏振分束器；所述的第4偏振分束器的反射光束垂直入射到第5偏振分束器；所述的第6偏振分束器的反射光束垂直入射到第7偏振分束器；所述的第8偏振分束器的反射光束垂直入射到第9偏振分束器；所述的第10偏振分束器的反射光束垂直入射到第11偏振分束器；所述的第12偏振分束器的反射光束垂直入射到第13偏振分束器，經(jīng)第13偏振分束器的反射光束依次經(jīng)過第12光開關(guān)、第14偏振分束器、第13光開關(guān)、經(jīng)第17偏振分束器的透射光束垂直入射并通過第18光開關(guān)后進入第5光束通道；所述的第13偏振分束器和第17偏振分束器的分束面與第5光束通道的光束成135°夾角，所述的第14偏振分束器的分束面的分束面與第5光束通道的光束成45°夾角；所述的第14偏振分束器的反射光束垂直入射到第15偏振分束器；經(jīng)第16偏振分束器的反射光束依次垂直入射到第15光開關(guān)、第17偏振分束器、第16光開關(guān)和第18偏振分束器；上述元部件都集成在所述的電路控制板上，每一個光開關(guān)的一端與所述的電源相連，另一端通過一個相應的電開關(guān)接所述的電源的另一端，所有電開關(guān)的控制端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機的輸出端連接。本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器的工作情況如下初始狀態(tài)，所有開關(guān)均斷開。首先確定需要連接的通道，輸入計算機，計算機按程序根據(jù)連接的通道確定流經(jīng)的光開關(guān)及對應流經(jīng)光開關(guān)的狀態(tài)，根據(jù)流經(jīng)光開關(guān)的狀態(tài)通過命令設置其對應的電開關(guān)的通斷，實現(xiàn)通道的連接。只根據(jù)程序設定流經(jīng)開關(guān)，對于未流經(jīng)開關(guān)保持斷開狀態(tài)。本專利技術(shù)的技術(shù)效果如下本專利技術(shù)是一種3X3自由空間光路由器，通過計算機對光開關(guān)的控制，實現(xiàn)了 6個通道任意兩通道同時連接無阻塞。本專利技術(shù)具有光開關(guān)矩陣的路由控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)光網(wǎng)絡的動態(tài)路由。具有大容量、無阻塞，響應速度快，結(jié)構(gòu)簡單，能量損耗低，易安裝等優(yōu)點，適用于各種光學互連網(wǎng)絡。附圖說明圖1是本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器的光路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器的電結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器的工作流程圖具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的3X3自由空間光路由器作進一步說明，但不應以此限制本專利技術(shù)的保護范圍。請參閱圖1和圖2，圖1是本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器的光路結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器的電結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見，本專利技術(shù)3X3自由空間光路由器，構(gòu)成包括6個光束通道、具有相同結(jié)構(gòu)的19個光開關(guān)，具有相同結(jié)構(gòu)的18偏振分束器，具有相同結(jié)構(gòu)的19個電開關(guān)、一塊電路控制板7、一個電源和一臺計算機，上述元部件的位置關(guān)系如下第I光束通道I與第4通道光束4在同一水平線上，第2光束通道2與第5通道光束5在同一水平線上，第3光束通道3與第6通道光束6在同一水平線上，沿第I光束通道I進入的光束方向依次是第I光開關(guān)kl、第I偏振分束器p1、第6偏振分束器p6、第9光開關(guān)k9、第8偏振分束器p8、第10偏振分束器plO、第11光開關(guān)kll、第12偏振分束器pl2、第16偏振分束器pl6、第17光開關(guān)kl7到達第4光束通道4，所述的第I偏振分束器p1、第8偏振分束器p8、第12偏振分束器pl2的分束面與所述的第I光束通道的光束成45°夾角，所述的第6偏振分束器p6、第10偏振分束器plO、第16偏振分束器pl6的分束面與所述的第I光束通道的光束成135°夾角；沿第2光束通道2進入的光束方向依次是第2光開關(guān)k2、第2偏振分束器p2、第6光開關(guān)k6、第4偏振分束器p4、第8光開關(guān)k8、第7偏振分束器p7,所述的第2偏振分束器p2和第7偏振分束器p7的分束面與第2光束通道2的光束成成135°夾角，所述的第4偏振分束器P4的分束面與第2光束通道2的光束成45°夾角；沿第3光束通道3進入的光束方向依次是第3光開關(guān)k3、第3偏振分束器p3、第7光開關(guān)k7、第5偏振分束器p5、第9偏振分束器p9、第10光開關(guān)klO、第1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種3×3自由空間光路由器，特征在于其構(gòu)成包括6個光束通道、18個偏振分束器、19個光開關(guān)和19個電開關(guān)集成在一塊電路控制板上，每一個光開關(guān)的一端連電源，另一端通過一個相應的電開關(guān)接所述的電源的另一端，所有電開關(guān)的控制端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機的輸出端連接，上述元部件的位置關(guān)系如下：第1光束通道(1)與第4通道光束(4)在同一水平線上，第2光束通道(2)與第5通道光束(5)在同一水平線上，第3光束通道(3)與第6通道光束(6)在同一水平線上，沿第1光束通道(1)進入的光束方向依次是第1光開關(guān)(k1)、第1偏振分束器(p1)、第6偏振分束器(p6)、第9光開關(guān)(k9)、第8偏振分束器(p8)、第10偏振分束器(p10)、第11光開關(guān)(k11)、第12偏振分束器(p12)、第16偏振分束器(p16)、第17光開關(guān)(k17)到達第4光束通道(4)，所述的第1偏振分束器(p1)、第8偏振分束器(p8)、第12偏振分束器(p12)的分束面與所述的第1光束成45°夾角，所述的第6偏振分束器(p6)、第10偏振分束器(p10)、第16偏振分束器(p16)的分束面與所述的第1光束成135°夾角；沿第2光束通道(2)進入的光束方向依次是第2光開關(guān)(k2)、第2偏振分束器(p2)、第6光開關(guān)(k6)、第4偏振分束器(p4)、第8光開關(guān)(k8)、第7偏振分束器(p7)，所述的第2偏振分束器(p2)和第7偏振分束器(p7)的分束面與第2光束通道(2)的光束成135°夾角，所述的第4偏振分束器(p4)的分束面與第2光束通道(2)的光束成45°夾角；沿第3光束通道(3)進入的光束方向依次是第3光開關(guān)(k3)、第3偏振分束器(p3)、第7光開關(guān)(k7)、第5偏振分束器(p5)、第9偏振分束器(p9)、第10光開關(guān)(k10)、第11偏振分束器(p11)、第15偏振分束器(p15)、第14光開關(guān)(k14)、第18偏振分束器(p18)和第19光開關(guān)(k19)到達第6光束通道(6)，所述的第9偏振分束器(p9)、第15偏振分束器(p15)和第18偏振分束器(p18)的分束面與第3光束通道(3)的光束成45°夾角，所述的第3偏振分束器(p3)、第5偏振分束器(p5)和第11偏振分束器(p11)的分束面與第3光束通道(3)的光束成135°夾角；在所述的第1偏振分束器(p1)的反射光方向經(jīng)第4光開關(guān)(k4)、第2偏振分束器(p2)、第5光開關(guān)(k5)入射所述的第3偏振分束器(p3)；所述的第4偏振分束器(p4)的反射光束垂直入射到第5偏振分束器(p5)；所述的第6偏振分束器(p6)的反射光束垂直入射到第7偏振分束器(p7)；所述的第8偏振分束器(p8)的反射光束垂直入射到第9偏振分束器(p9)；所述的第10偏振分束器(p10)的反射光束垂直入射到第11偏振分束器(p11)；所述的第12偏振分束器(p12)的反射光束垂直入射到第13偏振分束器(p13)，經(jīng)第13偏振分束器(p13)的反射光束依次經(jīng)過第12光開關(guān)(k12)、第14偏振分束器(p14)、第13光開關(guān)(k13)、經(jīng)第17偏振分束器(p17)的透射光束垂直入射并通過第18光開關(guān)(k18)后進入第5光束通道(5)；所述的第13偏振分束器(p13)和第17偏振分束器(p17)的分束面與第5光束通道(5)的光束成135°夾角，所述的第14偏振分束器(p14)的分束面與第5光束通道(5)的光束成45°夾角；所述的第14偏振分束器(p14)的反射光束垂直入射到第15偏振分束器(p15)；經(jīng)第16偏振分束器(p16)的反射光束依次垂直入射到第15光開關(guān)(k15)、第17偏振分束器(p17)、第16光開關(guān)(k16)和第18偏振分束器(p18)。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種3X3自由空間光路由器，特征在于其構(gòu)成包括6個光束通道、18個偏振分束器、19個光開關(guān)和19個電開關(guān)集成在一塊電路控制板上,每一個光開關(guān)的一端連電源，另一端通過一個相應的電開關(guān)接所述的電源的另一端，所有電開關(guān)的控制端通過數(shù)據(jù)線與所述的計算機的輸出端連接，上述元部件的位置關(guān)系如下第I光束通道(I)與第4通道光束(4)在同一水平線上，第2光束通道(2)與第5通道光束(5)在同一水平線上，第3光束通道(3)與第6通道光束(6)在同一水平線上，沿第 I光束通道(I)進入的光束方向依次是第I光開關(guān)(kl)、第I偏振分束器(pi)、第6偏振分束器(p6)、第9光開關(guān)(k9)、第8偏振分束器(p8)、第10偏振分束器(plO)、第11光開關(guān) (kll)、第12偏振分束器(pi2)、第16偏振分束器(pl6)、第17光開關(guān)(kl7)到達第4光束通道(4)，所述的第I偏振分束器(pi)、第8偏振分束器(p8)、第12偏振分束器(pl2)的分束面與所述的第I光束成45°夾角，所述的第6偏振分束器(p6)、第10偏振分束器(plO)、 第16偏振分束器(pl6)的分束面與所述的第I光束成135°夾角；沿第2光束通道(2)進入的光束方向依次是第2光開關(guān)(k2)、第2偏振分束器(p2)、 第6光開關(guān)(k6)、第4偏振分束器(p4)、第8光開關(guān)(k8)、第7偏振分束器(p7),所述的第 2偏振分束器(p2)和第7偏振分束器(p7)的分束面與第2光束通道(2)的光束成135° 夾角，所述的第4偏振分束器(p4)的分束面與第2光束通道(2)的光束成45°夾角；沿第3光束通道(3)進入的光束方向依次是第3光開關(guān)(k3)、第3偏振分束器(p3)、 第7光開關(guān)(k7)、第5偏振分束器(p5)、第9偏振分束器(p9)、第10光開關(guān)(klO)、第11 偏振分束器(pi ...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：侯培培，孫建鋒，職亞楠，王利娟，劉立人，
申請(專利權(quán))人：中國科學院上海光學精密機械研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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