光交换装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:光交换装置的制作方法
技术领域
本发明涉及光交换装置,详细地说,涉及具有与温度有关的交换元件的这种装置。为了实现可靠的交换,温度是非常关键的,但是,因为这种光交换装置可能包括大量交换元件,所以需要一种简单而有效的控制装置,后者不依赖对工作温度的测量,并且不需要对各个交换元件进行校准。
根据本发明,光交换装置包括具有多个可以有选择地通电以便为光信号选择路由的加热器的热光开关;用来把预定的电压加到所述加热器上的装置;以及用来施加激励所述加热器的脉冲电流的电源,所述脉冲电流的占空比(mark-space ratio)是可变的,以便实现预定的恒定平均功率值。
下面参考附图,用举例的方式进一步描述本发明,附图中

图1显示一种光开关,以及图2显示根据本发明的装有这种光开关的光交换装置。
参考图1,图中示出具有两个输入端口1、2和两个输出端口3、4的四端光开关,该开关在第一组态下提供从输入端口1到输出端口3的直通通路以及从输入端口2到输出端口4的直通通路。在第二组态下,所述连接是从输入端口1到输出端口4以及从输入端口2到输出端口3。
所述各输入和输出端口通过具有连接点9、10、11、12的光波导5、6、7、8互连,所述光波导构成交换元件并且受控于局部加热器13、14、15、16、18、19、20。光波导包括对温度敏感的折射率的平面型波导,并且,所述光开关的路由选择功能决定于启动与每一个连接点相联系的一对加热器中的这个或那个。因此,这种光开关称为热光开关。这种开关的一个例子是由荷兰Akzo Nobel bv销售的固态光开关。
考虑连接点9,在端口1进入的光被引导离开其加热器通电的连接臂,使得如果加热器13被通电而加热器14仍然是冷的,则光沿着光波导6射向连接点12。因此,为了使光从输入端口1射向输出端口4以及从输入端口2射向输出端口3,则加热器13、15、18和20通电,而其它加热器14、16、17、19是冷的。相反,为了使光可以直接通过光开关,则加热器14、16、17、19通电,而剩余的加热器是冷的。
实际上许多图1中所示类型的光开关组合在具有大量输入和输出端口的单一封装中。
实验证明,必须估计到各个连接点和加热器特性上的容许偏差而精确地设置向加热器提供的功率。在具有大量连接点的光交换装置中,单独地调整所述各功率电平是不方便的,而且可能是不实际的,尤其是由于热的和电的性能可以随着产品的老化而变化。
图2示出一种光交换装置,它包括图1中所示类型的光开关25和向其加热器提供精确地恒定的功率的驱动电路。
两组加热器13、15、18、20和14、16、17、19分别用负载26和27示意地代表,给定组中的加热器在电气上并联连接。由加热选择器28根据线路29和30上的输入信号来选择适当的负载。加热选择器28把处在预定的接触电压下(通常是13伏)的精确维持电压导轨(precisely maintained voltage rail)31连接到负载26或27中的这个或那个上。通过各负载的电流路径在功率开关32处合并,并且经过低值读出电阻返回地电压导轨33。
功率开关32是具有功率放大作用的通断开关,它工作在30千赫兹的重复频率下,并且具有可变的占空比,后者是可调的,以便在负载26、27中保持恒定的功率消耗。所述重复频率由三角波振荡器35确定,并且,该重复频率是与负载的热质量有关地选择的,以便使它高于负载的温度可以响应的频率,以免把调制传给经过光开关的光信号。
30千赫兹的三角波形加到比较器36的一个输入端,比较器36的另一个输入端接收可变阈电平40。这样,改变该阈电平即可改变比较器输出端的占空比。
流过该读出电阻的电流通过由积分器37积分读出电阻34两端的电压降来确定。电阻34的值非常低,通常是0.5欧姆,而每一个负载26、27的值通常是大约200欧姆,使得消耗在读出电阻34上的功率可以忽略不计。在比较器38处把积分器37的输出与当前基准值39比较,而比较器38的输出信号正比于所述各输入信号的差值,并且,这种变化电平的输出信号构成比较器36用的可变阈电平40。
这样,尽管由于热变化和老化引起了负载电阻的变化,但所述电路有效地把加在负载上的功率保持在恒定值上。把所述功率电平选择在典型的加热器的容许偏差带的中心,使得不必对每一个加热器单独地调整所述电路的特性,同时,所述光交换装置在持久的时间内精确和可靠地工作。
权利要求
1.一种光交换装置,它包括具有多个可以有选择地通电以便为光信号选择路由的加热器的热光开关;用来把预定的电压加到所述加热器上的装置;以及用来施加激励所述加热器的脉冲电流的电源,所述脉冲电流的占空比(mark-space ratio)是可变的,以便实现预定的恒定平均功率值。
2.权利要求1的装置,其特征在于与多个所述加热器串联地设置电流传感器。
3.权利要求2的装置,其特征在于所述加热器排列成一些组,所述电流传感器是这些组共用的。
4.权利要求1或2的装置,其特征在于设置供根据流过所述电流传感器的平均电流而调整所述占空比的装置。
5.权利要求2、3或4的装置,其特征在于所述电流传感器包括小于所述加热器电阻的预定的电阻值。
6.权利要求4的装置,其特征在于设置用来产生代表所述平均电流的积分器。
7.以上各权利要求中任一个权利要求的装置,其特征在于所述脉冲电流的所述重复频率的周期显著地短于加热器的温度能够响应施加在该加热器上的功率的变化的频率的周期。
8.权利要求7的装置,其特征在于所述脉冲电流的所述重复频率是恒定的。
全文摘要
用来切换多个光信号的光交换装置包括具有多个加热器的热光开关,通过使电流流过它们来加热所述加热器。改变从恒定电压源提供的电流的占空比,以便通过补偿加热器的电阻变化而提供恒定的功率。
文档编号G02F1/29GK1267171SQ0010413
公开日2000年9月20日 申请日期2000年3月13日 优先权日1999年3月12日
发明者M·G·巴克尔, H·R·克拉林格博恩 申请人:马科尼通讯有限公司

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