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光开关,光开关的分类,光开关的工作原理是什么?2010年03月20日 17:30 .elecfans.co 作者：佚名用户评论（0）关键字：光开关(7)光开关,光开关的分类,光开关的工作原理是什么?光开关是一种具有一个或多个可选择的传输窗口，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。
机械式光开关：插入损耗低；隔离度高；不受偏振和波长影响；开关时间长(ms)，重复性较差。
其它光开关：开关时间短(ms)；体积小；插入损耗大；隔离度低。
光开关的特性参数1.插入损耗(Insertion loss)2.回波损耗（Return loss）从输入端返回的光功率与输入光功率的比值。
3.隔离度两个相隔离的输出端口光功率的比值。
4. 串扰输入光功率与从非导通端口输出的光功率的比值。
5.消光比两个端口处于导通和非导通状态的插入损耗之差。
ER＝IL－IL06.开关时间开关端口从某一初状态转为通或者断所需的时间。
从在开关上施加或撤去能量的时刻算起。
光开关的工作原理：1. 机械式光开关移动光纤式光开关移动反射镜式光开关以上两种体积大，难实现集成化的开关网络。
近年正大力发展一种集成的微机电系统(MEMS)开关，在硅片上用微加工技术做出大量可移动的微型镜片构成的开关阵列。
用16 个移动反射镜光开关构成的两组4 4MEMS开关阵列2 电光开关电光开关的原理一般是利用材料的电光效应或电吸收效应，在电场作用下改变材料的折射率和光的相位，再利用光的干涉或偏振等使光强突变或光路转变。
电光开关一般利用泡克耳斯(Pockels)效应，即折射率n随光场E而变化的电光效应。
折射率变化与光场的变化关系为：而光波传输距离L相应的相位变化为：定向耦合型光开关定向耦合器中两耦合波导光功率周期性相互转换定向耦合器的开关特性M-Z型干涉仪光开关波导型M-Z干涉仪是一种广泛应用的光开关。
它由两个3dB耦合器级联而成。
工作原理：在两个光波导臂的电极上分别加上电压V和-V，各产生相应电场E1和E2。
光开关的原理及种类•一、前言光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年，以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP网络层与底层传输网络的关系，而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON：automatic switched optical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接(OXC：optical cross connect)设备构成，通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连(OXC)技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分。
光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率，进行网络灵活配置均有重要的意义。
光开关不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1）光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度，光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2）网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上，进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
1.光开关是按一定要求将一个光通道的光信号转换到另一个光通道的器件。
2.光开关可使光路之间进行直接交换, 是光网络中完成全光交换的核心器件,在全光网络中, 光开关可实现在全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接以及自愈保护等重要功能。
3.其中光交叉连接设备(OXC) 和光分插复用设备(OADM) 可以说是全光网的核心。
而光开关和光开关阵列恰恰是OXC 和OADM的核心技术。
4.全光网络中应用的光开关应具有快的响应速度、低的插入损耗、低通道串音、对偏振不敏感、可集成性和可扩展性、低成本、低功耗、热稳定性好等特性。
今后光开关发展的方向：光调制光开关和波导调制光开关的技术发展较快,其开关时间具有几个ps 到10ps的开发潜力,可以满足全光通信网络实现高速光交换、光交叉连接的要求。
因此,光调制光开关和波导调制光开关是今后光开关的发展方向。
但是,光调制光开关和波导调制光开关串音大的缺点目前尚无技术突破,还处于实验室研究阶段,而且价格昂贵,近几年要达到实用化的水平并投入市场不太可能。
目前采用较为成熟的MEMS技术研制开发光开关、光开关列阵,并在此基础上组建、完善全光交换机及其交换矩阵系统等全光网络节点设备，具有非常大的现实应用价值。
目前,MEMS技术还存在一些问题:一是迫切需要用于微电子机械系统设计的先进的模拟工具和模型建立工具(大多数微电子机械设备都是用功能差的不能准确预测执行情况的分析工具来建立的,这种方式效率低下,费时费力),只有运用合适的开发工具,并配以连通高性能工作站以及本地的和远程的超级计算机网络才能从根本上改变这种局面;其次,微电子机械系统的包装面临独特的挑战,因为微电子机械装置形状差异大,并且部分装置还要求放置于特定的环境中,所以几乎每开发一套微电子机械系统就需要为其设计一个专用的包装。
容许设计者从已有的标准包中挑选出新的微电子机械设备的包装也不失为一个较好的办法。
（应用光学2005）常见的光开关：1.MEMS光开关：而MEMS光开关是基于半导体微细加工技术构筑在半导体基片上的微镜阵列, 即将电、机械和光集成为一块芯片, 能透明地传送不同速率、不同协议的业务。
光开关工作原理
光开关是一种基于光学效应的开关装置，它利用光的特性来控制电路的通断。
光开关通常由光源、光探测器和控制电路组成。
光开关的工作原理如下：
1. 光源发射光线：光开关的光源发射出光线，这些光线可以是可见光、红外线等。
2. 光线传输：发射的光线通过光纤或者空气等媒介传输到目标位置。
光纤是一种能够将光线高效传输的材料，在光开关中得到广泛应用。
3. 光探测：在光线到达目标位置时，光开关中的光探测器开始工作。
光探测器能够感知到光线的存在，并将其转换成电信号。
4. 控制电路：光探测器将光信号转换成电信号后，这些电信号被传送到控制电路。
控制电路根据光信号的变化来判断开关的状态，并做出相应的控制操作。
5. 控制操作：控制电路会根据光信号的强弱或者存在与否来控制开关的通断。
当光信号满足设定条件时，开关闭合，电路通断；反之，开关断开，电路断开。
通过以上工作原理，光开关实现了通过光信号来控制电路通断的功能。
它具有灵敏度高、响应速度快、无机械结构、抗干扰能力强等优点，在许多应用中得到广泛使用。
例如，光开关可
以用于光纤通信系统中的光路选择、光传感器中的信号检测等领域。
光开关的工作原理光开关是一种很有用的电子元件，它能够检测光强度并作出相应的反应。
由一个受光线影响的极性晶体管（PTC）、一个定向变压器的主线圈、一个定向变压器的副线圈和一个多功能定向芯片组成。
开关的结构比较复杂，但它的工作原理其实很简单。
首先，当光线通过极性晶体管（PTC）时，晶体管的特性就会发生变化。
过极性晶体管（PTC）的电流可以由定向变压器的主线圈转换，从而产生一个相应的磁场。
另一个定向变压器的副线圈中，输出的低压信号可以被多功能定向芯片接收到，然后被转换为高压信号，从而产生一个输出信号。
当光强度达到一定强度时，PTC特性会发生变化，引起磁场变化，从而产生磁吸式调整器的作用。
吸式调整器的作用就是调节多功能定向芯片的输出信号，从而达到控制设备的目的。
光开关的原理就是这样，不管是用于日常家电控制还是工业控制系统，光开关都可以控制电力系统中的设备，满足用户的需求。
此，光开关在各种电子设备中都有着重要的作用。
光开关的主要特点就是能够检测光的强度，具有精确的控制和高灵敏度。
可以根据光线的强度，对控制设备作出快速反应，从而达到控制电子设备的效果。
时，光开关的反应速度很快，且操作简单。
开关可以实现自动控制，从而提升了设备的效率。
在实际应用中，光开关可以用于家用电器、计算机硬件和工业控制系统等设备。
例如，它可以用于自动控制空调，根据室内光线的强度调节温度；它还可以用于工厂流水线生产，根据条件变化控制设备的自动开关。
总之，光开关具有很多优点，它的工作原理很简单，但在实际使用中可以节省很多的成本，从而提高系统的可靠性和效率。
此，光开关在电子技术领域中越来越受欢迎，它可以在各种电子设备中发挥作用，为人们的生活创造更多的便利。
机械式光开关原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述机械式光开关是一种基于光学原理实现的电子元件，通常由光源、光敏元件和控制电路组成。
其工作原理是通过光源发射出的光线照射到光敏元件上，当光线被遮挡或遇到障碍物时，光敏元件的电阻值会发生变化，从而触发控制电路产生相应的信号输出。
本文将介绍机械式光开关的工作原理、应用领域以及未来发展方向，以帮助读者更加深入地了解这一重要的光电元件，并为其在实际应用中发挥更大的作用提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的组织框架，包括引言、正文和结论三个部分。
具体内容如下：引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述中介绍了机械式光开关的背景和重要性，为读者引入主题；在文章结构部分，则介绍了本文的整体组织框架，使读者对整篇文章的内容有一个整体的把握；目的部分则明确了本篇文章的写作目的和意义，指导读者更好地理解和阅读全文。
正文部分包括机械式光开关概述、工作原理和应用领域三个小节。
在机械式光开关概述部分，将主要介绍该技术的基本概念和特点；在工作原理部分，则深入解析了机械式光开关的工作原理和实现方式；在应用领域部分，则探讨了这一技术在各个领域的具体应用情况。
结论部分包括总结、未来展望和结束语三个小节。
在总结部分，将对全文的主要观点和结论进行总结归纳；在未来展望部分，则展望了机械式光开关技术的未来发展方向和可能的应用前景；在结束语部分，则是对全文的一个总结和感言，为全文画上一个完美的句号。
1.3 目的:本文旨在介绍机械式光开关的原理和工作机制，帮助读者更深入地了解这一领域的技术。
通过对机械式光开关的概述、工作原理和应用领域的介绍，希望读者能够对该技术有一个全面的认识，进一步推动光学传感器领域的发展。
同时，本文也致力于将复杂的技术原理以简洁清晰的方式呈现，使读者易于理解和应用。
通过本文的阅读，读者将能够更好地理解机械式光开关在工业、通信等领域的重要性和应用前景，并对未来的发展方向进行探讨。
光开关工作原理
光开关是一种利用光信号控制电路开闭的装置，其工作原理可以大致分为以下几个步骤：
1. 光源：光源发出的光线作为输入信号。
常见的光源有LED （发光二极管）、光电二极管等。
2. 光传输：光线通过光传输介质（如光纤）传输到光开关器件中。
光纤常采用全反射原理使光信号能够在光纤中传输。
3. 光开关器件：光开关器件通常由光探测器和光调制器组成。
- 光探测器：光探测器用于接收并转换入射光信号为电信号，常见的光探测器有光电二极管和光电管等。
光探测器的选择一般会考虑到灵敏度、响应速度和工作波长等因素。
- 光调制器：光调制器用于根据接收到的光信号控制电路的
开闭状态。
常见的光调制器有光电晶体开关（EOM）、光电
晶体晶格调制器等。
光调制器可以通过电压、电流或其他控制信号来调节光的传输状态，从而实现光开关的开闭操作。
4. 控制信号输入：控制信号（一般为电信号）通过控制电路输入光调制器，改变光的传输状态。
控制信号的变化可以使得光开关在接通或断开状态之间转换。
5. 输出信号：开关器件将根据控制信号的输入，调节光的传输状态，最终输出光信号。
输出光信号可以用来驱动其他光学组
件或用于数据传输等。
光开关工作原理的具体实现方式有多种，可以根据实际需求选择合适的光源、光传输介质和光开关器件等，以实现不同的应用。
光开关的用途光开关是一种新型的电子开关器件，它的工作原理是基于光电效应。
在光开关中，通过控制光的传输与阻隔来实现电路结构的开关。
光开关具有高速、高稳定性、低噪声、低功耗等特点，广泛应用于通信、光电传感、计算机、医疗器械等领域。
本文将在介绍光开关的工作原理基础上，分别阐述其在通信、光电传感、计算机和医疗器械等领域的应用和发展前景。
一、光开关的工作原理光开关是一种基于光电效应的电子开关器件。
通俗地讲，就是通电后能够控制光的开合。
以最常见的工作方式为例，将光源（LED或激光器）、电路控制部件和光敏器件（例如光电二极管或光敏电阻）等器件连接起来，构成一个简单的光开关电路。
电路通电后，电流会经过控制部件（如晶体管），控制部件即使得基极与发射极垂直放置的光源没有电流通过，因此不发光；当电控部件发生改变时，光源开始发出光。
光源发出的光线会经过透镜或光纤等传输媒介，最终达到光敏器件。
在光线照射下，光敏器件的导电性质会有所改变，电路便会开关，从而实现对信号的控制。
二、光开关在通信领域中的应用1. 光纤通信随着互联网技术的发展，传统的铜缆线路已经无法满足快速、高清、大容量数字信息传输的需求。
光开关在光纤通信中具有重要意义。
光开关是将光信号转换成电信号的核心组成部分之一，用于控制信号的发送和接收。
由于光开关具有高速、高稳定性、低噪声、低功耗等特点，在光纤通信的传输过程中具有重要作用，能够实现数字信息高速传输。
2. 光波导技术光开关在光波导技术中也有广泛的应用。
光波导技术是一种采用光的全反射原理在非晶态材料中制作出来的光导器件。
通过在光波导上集成光开关器件，可以实现光路切换、光电转换、光信号处理等多种功能的实现。
在光电子学、光通信、光计算、光传感等领域均有重要应用。
光电传感领域与安防技术、健康医疗等领域有着密不可分的联系。
在安防系统中，光开关具有感应灯、安全光幕、激光雷达等功能；在健康医疗领域中，光开关则有着血液分析、遗传检测、光学成像等多种应用。
光开关的原理及种类光开关是一种使用光信号控制电路开闭的器件，其工作原理基于光学效应。
光开关通常由光源、光探测器和控制电路组成。
当光源发出光线并照射到光探测器上时，光探测器会将光信号转换为电信号，并通过控制电路控制相关电路的开闭。
1.光电效应：当物质受到光照射时，光子会激发物质中的电子，使其跃迁到导电带或从导电带跃迁到价带，从而改变物质的导电性质。
光开关利用这一原理，通过光探测器接收光信号并转换为电信号，从而实现控制电路的开闭。
2.光电二极管效应：光开关中常使用光电二极管作为光探测器，光电二极管具有光电导性能，当光照射到光电二极管上时，会改变其电阻或电流，从而实现控制电路的开闭。
3.红外线传感：基于物体对红外线的吸收和反射特性，通过使用红外线传感器来实现控制电路的开闭。
当红外线照射到传感器上时，传感器将信号转化为电信号，从而实现控制电路的开闭。
4.光电导效应：利用光照使导电材料的电导率发生变化，从而实现控制电路的开闭。
光照可以提高或降低导电材料的电导率，从而改变电路的导通和断开状态。
根据光源类型和工作原理，光开关主要有以下几种种类：1.光电耦合器开关：光电耦合器开关是一种将输入电路和输出电路进行电气隔离的器件。
其工作原理是通过输入端的光信号激发光电耦合器内部的光探测器产生电信号，进而控制输出电路的开闭。
2.光电晶体管：光电晶体管是一种以光电效应为基础的光开关。
光电晶体管由半导体材料制成，其输入和输出电路之间是电气隔离的。
通过控制输入端的光信号，可以实现光电晶体管的开闭。
3.光开关阵列：光开关阵列是一种使用光源和光探测器组成的矩阵结构，可以同时控制多个开关的状态。
光开关阵列广泛用于光纤通信系统和光网络中，可以实现灵活的光路连接和光信号的分配。
4.光纤开关：光纤开关是一种通过控制光纤的光传输路径来实现开闭的器件。
光纤开关通常采用机械或电磁原理，通过调节光纤的位置或弯曲程度来控制光信号的传输路径，从而实现光纤通信系统中不同光信号的切换和连接。
光开关和门器件的基本原理光开关的基本原理光开关是一种利用光信号控制电信号的器件。
其基本原理是当外加光信号照射到光敏元件上时，光敏元件的电阻或电导发生变化，从而改变电路的通断状态。
在光开关中，最常用的光敏元件是光电二极管和光电晶体管。
这些光敏元件的原理如下：1.光电二极管：光电二极管是一种PN结的半导体器件，其结构类似于一般的二极管。
当光线照射到光电二极管的P区时，光子的能量被转化为电子能量，导致P区电子的激发和漂移，从而使P区形成电流。
因此，光电二极管可以将光信号转化为电流信号。
2.光电晶体管：光电晶体管是光电二极管的增强版，它在基区添加了一个控制电流的极。
当光线照射到光电晶体管的P区时，光子的能量激发了P区的电子，导致电子从P区向N区漂移，形成电流。
此时，NPN型晶体管的基区电流增加，从而导致晶体管的放大效应，使得输出电流变大。
光开关的工作原理是利用光敏元件的特性将光信号转化为电信号，实现对电路的控制。
当光信号照射到光开关的光敏元件上时，电路的通断状态改变，从而可以实现光开关的控制。
门器件的基本原理门器件是数字电路中常用的逻辑电路元件，用于处理和控制电信号。
门器件有多种类型，如与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）等。
不同类型的门器件有着不同的逻辑功能和工作原理。
以与门为例，简要介绍门器件的基本原理：与门的功能是将两个或多个输入信号进行逻辑与运算，输出结果为1当且仅当所有输入信号都为1时，否则输出结果为0。
与门由两个输入端和一个输出端组成，其逻辑功能可以用一个真值表表示。
A B Y0 0 00 1 01 0 0A B Y1 1 1与门的基本原理是通过晶体管实现。
晶体管是一种具有放大和开关特性的电子器件。
与门通常由两个晶体管组成，一个是输入端的开关晶体管，另一个是输出端的放大晶体管。
当输入信号为高电平（逻辑1）时，输入端的晶体管导通，其输出信号被传递给输出端的晶体管。
输出端的晶体管根据输入信号的逻辑运算结果，决定输出信号是高电平（逻辑1）还是低电平（逻辑0）。
光开关的工作原理
1 光电开关是光电子元件
光电开关是一种可以检测光线强度变化并根据变化来控制开关状
态的光电子元件，它是由光电池发生电流而控制开关运行的一种电路，当外部环境发射光强度到达某一程度，光电池就可以产生电路。
根据
电流的大小来控制开关的变换，从而控制电路的开关。
2 工作原理
光电开关一般由外壳、阳极、隔膜、緞帶、电池、开关和其他组
件组成。
当外部光线照射到光电开关，光电池就会产生一定的电流，
这个电流就会使开关进入感应状态，开关的开闭由电流的大小而定。
如果光线强度达到一定值，足以使电流达到相应的平台值，通过特定
的内部连接，便可把外部开关动作变换为开关动作。
3 光电开关的应用
由于光电开关的特性，被广泛用于家用电器、车用电子设备、机
械设备等，其中有简单的按钮式开关，也有更复杂的诸如温度控制器、定时器、安全装置等多种多样的产品。
其中它可以实现灯光、按钮的
自动操作，节约人力，提高全自动量化程度，从而更好地提高生产效率。
此外，它也可以用于照明检测、光纤通讯、智能交通系统等电子
应用领域。
4 结论
光电开关由于其占地小、功耗低、运行稳定等特点，在电子装置应用上有着广泛的用途，并逐渐代替传统的机械开关，从而实现自动控制，提高了整个系统的控制精度，是一种非常有用的电子元件。
•一、前言光纤通信技术的问世和发展给通信业带来了革命性的变革，目前世界大约85％的通信业务经光纤传输，长途干线网和本地中继网也已广泛使用光纤。
同时，密集波分复用(DWDM)技术的发展和成熟为充分应用光纤传输的带宽和容量开拓了广阔的空间，具有高速率、大带宽明显优势的DWDM光通信网络已经成为目前通信网络发展的趋势。
特别是近几年,以IP为主的Internet业务呈现爆炸性增长，这种增长趋势不仅改变了IP网络层与底层传输网络的关系,而且对整个网络的组网方式、节点设计、管理和控制提出了新的要求。
一种智能化网络体系结构—自动交换光网络(ASON:automatic switchedoptical networks)成为当今系统研究的热点，它的核心节点由光交叉连接（OXC：optical cross connect)设备构成,通过OXC，可实现动态波长选路和对光网络灵活、有效的管理。
光交叉互连（OXC）技术在日益复杂的DWDM网中是关键技术之一，而光开关作为切换光路的功能器件，则是OXC中的关键部分.光开关矩阵是OXC的核心部分，它可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对解决目前复杂网络中的波长争用，提高波长重用率,进行网络灵活配置均有重要的意义。
光开关不仅是OXC中的核心器件，它还广泛应用于以下领域。
（1)光网络的保护倒换系统，实际的光缆传输系统中都留有备用光纤，当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度,光开关将主信号自动转至备用光纤系统传输,从而使接收端能接收到正常信号而感觉不到网路已出了故障，其会将网络节点连成环形以进一步改善网络的生存性。
（2)网络性能的实时监控系统，在远端光纤测试点，通过1×N多路光开关把多根光纤接到光时域反射仪上,进行实时网络监控，通过计算机控制光开关倒换顺序和时间，实现对所有光纤的检测，并将检测结果传回网络控制中心，一旦发现某一路出现问题，可在网管中心直接进行处理。
