Стр. 101 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А

101

Исследование переключения оптического излучения в попарно связанных

ОВ (

N

>>1) показывает, что построение ИО-коммутаторов на основе таких вол-

новодов с полной коммутацией всех входных и выходных волноводов возмож-

но лишь при строгом контроле фазового рассогласования для каждой пары свя-

занных ОВ. Эта задача сложна и трудно реализуется на практике, поэтому в на-

стоящее время разработаны и широко применяются матричные коммутирую-

щие ОИС на основе различных комбинаций последовательно и параллельно со-

единенных электрооптических управляемых направленных ответвителей.

В простейшем варианте коммутирующая матричная ОИС реализована на

четырех направленных ответвителях. В такой схеме с общей длиной 25 мм и

шириной ОВ 3 мкм напряжение переключения на длине волны 0,63 мкм состав-

ляет 25 В, вносимые потери не превышают 1дБ, перекрестные помехи -25 дБ.

В общем случае в коммутирующей ОИС такой архитектуры с числом

входных и выходных плеч

N=

2

n

требуется 2

n

-1

электрооптически управляемых

направленных ответвителей (

n=

1, 2, 3, 4, …). Максимальное число коммути-

руемых каналов в матричной коммутирующей ОИС и, следовательно, число

элементарных управляемых направленных ответвителей, каскадно соединен-

ных друг с другом, ограничивается общей длиной подложки ОИС и длиной

элементарного волноводного переключателя. Построение более гибких пере-

страиваемых ОИС требует более сложной архитектуры. В таких ОИС выбором

соответствующего набора управляемых направленных ответвителей можно

реализовать различные варианты матричных коммутирующих ОИС с заданны-

ми характеристиками и независимой коммутацией произвольных входных и

выходных каналов при уровне перекрестных помех между каналами -35 дБ.

В настоящее время разработаны матричные коммутирующие ОИС на ос-

нове пересекающихся (канальных и полосковых) ОВ с зеркалами полного внут-

реннего отражения и на основе волноводных брэгговских ответвителей в пла-

нарных ОВ. Для построения переключателей на зеркалах полного внутреннего

отражения применяются как одномодовые, так и многомодовые ОВ. С целью

улучшения характеристик (уменьшения напряжения переключения и снижения

перекрестных помех) в коммутирующих ОИС на основе пересекающихся ОВ

коммутационный элемент выполняют с протяженной областью пересечения и

связи (непосредственной и распределенной) соединяемых ОВ. В такой ОИС,

выполненной по схеме канала 4×4 на шести элементарных переключателях на

подложке из ниобата лития общей длиной 40 мм, на длине волны 0,838 мкм на-

пряжение и время переключения составляют соответственно 5 В и 1 нс, вноси-

мые потери не превышают 6 дБ, а перекрестные помехи -25 дБ.

Матричные коммутирующие ОИС на волноводных брэгговских ответви-

телях характеристической формы имеют определенные преимущества перед

другими типами коммутирующих ОИС. Основное преимущество такого ответ-

вителя заключается в том, что он имеет наименьшую длину при одном и том же

управляющем напряжении. Брэгговские направленные ответвители в отличие

от волноводных позволяют создавать неблокирующие матричные коммути-

рующие ОИС для коммутации произвольных входов и выходов независимо

друг от друга, используя только один элементарный переключатель.