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基于扫描反射镜结构的多路光开关

肖泽华,李明宇,苏国帅,何泽南

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肖泽华, 李明宇, 苏国帅, 何泽南. 基于扫描反射镜结构的多路光开关[J]. , 2023, 16(1): 136-143. doi: 10.37188/CO.2022-0020
引用本文: 肖泽华, 李明宇, 苏国帅, 何泽南. 基于扫描反射镜结构的多路光开关[J]. , 2023, 16(1): 136-143.doi:10.37188/CO.2022-0020
XIAO Ze-hua, LI Ming-yu, SU Guo-shuai, He Ze-nan. Multi-channel optical switching based on scanning mirror instrumentation[J]. Chinese Optics, 2023, 16(1): 136-143. doi: 10.37188/CO.2022-0020
Citation: XIAO Ze-hua, LI Ming-yu, SU Guo-shuai, He Ze-nan. Multi-channel optical switching based on scanning mirror instrumentation[J].Chinese Optics, 2023, 16(1): 136-143.doi:10.37188/CO.2022-0020

基于扫描反射镜结构的多路光开关

doi:10.37188/CO.2022-0020
基金项目:国家自然科学基金项目(No. 62027825);国家重点研发计划项目(No. 2020YFC2004600);吉林省自然科学基金(No. 20220101130JC);山东省自然科学基金(No. ZR2019MC069);高等学校学科创新引智计划(111计划No. D21009)
详细信息
    作者简介:

    肖泽华(1997—),男,甘肃白银人,长春理工大学硕士研究生,2019年于长春理工大学光电工程学院获得学士学位,主要研究方向为微纳光学与光子学器件。E-mail:xzhcusted@163.com

    李明宇(1978—),男,吉林长春人,博士,教授,2006年于浙江大学光电信息工程学院获得博士学位,2006年至2008年于浙江大学光电工程学系做师资博士后,2009年于瑞典皇家工学院电子与应用物理工程学系做博士后,主要研究方向为集成光学。E-mail:limingyu@cust.edu.cn

    通讯作者:

    李明宇,通讯地址:limingyu@cust.edu.cn

  • 中图分类号:TH744

Multi-channel optical switching based on scanning mirror instrumentation

Funds:Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 62027825); the National Key R&D Program of China (No. 2020YFC2004600); Natural Science Foundation of Jilin Province (No. 20220101130JC); Natural Science Foundation of Shandong Province (No. ZR2019MC069); the 111 Project of China (No. D21009)
More Information
  • 摘要:

    本文设计了一种使用嵌入式Linux可编程控制的基于扫描反射镜的光开关,在触摸显示器的UI界面上进行光纤阵列通道间的具体切换操作。此外,还可以预先设定光开关的切换顺序、停留时间。光开关光路可自动对光校准来保证每个通道的输出功率最大。本文分析了此种光开关的设计原理,通过实验测试了光开关的性能。实验结果表明:当使用单模光纤阵列时,平均插入损耗小于17 dB,相邻通道间的平均串扰低于30 dB,相邻通道间切换时间小于1.3 ms;对于多模光纤阵列,平均插入损耗小于2.4 dB。本文所设计的光开关具有低损耗、低延时、高精度、高稳定性、高重复性、通道间串扰小、人机交互良好等优点,可用于波分复用器件、多路光波导传感器等光学器件的测试。

  • 图 1光路图示意图

    Figure 1.Schematic diagram of the optical path

    图 2硬件结构图

    Figure 2.Hardware structure diagram

    图 3PD探测器及其运算放大电路的响应曲线图

    Figure 3.Response curves of the PD detector and its amp circuit

    图 4PD探测模块通信方式

    Figure 4.Communication mode of PD detection module

    图 5扫描反射镜模块通信方式

    Figure 5.Module communication mode of scanning mirror

    图 6多路光开关应用程序

    Figure 6.Multichannel light switch application

    图 7实际系统结构图

    Figure 7.Actual system structure

    图 8WDM光谱曲线图

    Figure 8.WDM spectrum curves

    图 9光路切换时间图

    Figure 9.Optical path switching time diagram

    表 1单模光纤阵列各通道功率及损耗

    Table 1.Powers and losses of each channel of the single-mode fiber array

    通道数 功率(dBm) 损耗(dB)
    1 −10.81 16.90
    2 −10.86 16.77
    3 −10.72 16.81
    4 −10.69 16.68
    5 −10.54 16.63
    6 −10.48 16.57
    7 −10.37 16.46
    8 −10.43 16.52
    9 −10.51 16.60
    10 −10.63 16.72
    11 −10.69 16.78
    12 −10.73 16.62
    13 −10.79 16.89
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    表 2多模光纤阵列各通道的功率及损耗

    Table 2.Powers and losses of each channel of the multimode fiber array

    通道数 功率(dBm) 损耗(dB)
    1 3.76 2.33
    2 3.73 2.36
    3 3.69 2.40
    4 3.77 2.32
    5 3.76 2.33
    6 3.82 2.27
    7 3.87 2.22
    8 3.86 2.23
    9 3.83 2.26
    10 3.80 2.29
    11 3.78 2.31
    12 3.77 2.32
    13 3.72 2.37
    下载: 导出CSV
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图(9)/ 表(2)
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  • 收稿日期:2022-01-23
  • 修回日期:2022-02-17
  • 网络出版日期:2022-05-16

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