实验六光通信中的光交叉实验

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1、实验六光通信中的光交叉实验一、实验目的1、学习OXC的原理，了解其实现方法和光网络节点OXC在光纤通信中的作用和意义。2、学习电寻址液晶空间光调制器（SLM）的原理、光学特性和操作。3、学习利用空间光调制器、柱面镜等器件实现OXC的方法和光路，理解、认识动态OXC的操作过程。二、实验原理1、OXC定义WDM光网络要求光节点具备交换功能，来自不同光纤通道的信号或同一光纤的不同波忪通道的信号根据实际情况耑要直通或交换通道进行传输，这一功能叫做光的交叉连接（OpticCrossConnection简称OXC）。OXC的主要功能是完成光通道的交叉连接，同时还具备本地的上下路功能。OXC的

2、光交换屮有两种基本交换机制：空间交换和波交换。实现空间交挽的器件有各种类型的光开关，它们在空间域上完成通信通道之间的交换。实现波长夺换的器件是指各种类型的波长变换器，它们将信号从一个波长转换到另一个巷苹交换机制：空间交换和波长交换。实现空间交换的器件有各种类型的光幵关，它们在空间域上完成通信通道之间的交换。实现波长交换的器件是指各种类型的波长变换器，它们将信号从一个波长转换到另一个波LC即实现波域上的交换。光交换模块中还广泛采用波长选择器（如各种类型的可调谐光滤波器和解笈用器），它实现对WDM信号中一个或多个波长信号的选择通过，并滤棹其它波长的信号。这些器件的不同组合可以构成不同

3、结构的OXC。目前己提出的OXC结构很多，大致分为两大类：一类是基于空间交换的OXC结构，另一类是基于波长交换的OXC结构。下而分别对这两类结构予以介绍。1）基于空间交换的OXC结构空间交换结构主要包括：基于空间光开关矩阵和波分复用/解复用器对、基于空间光开关矩阵和可调谐滤波器、基于分送耦合开关、基于平行波长开关的OXC结构。这些不同结构的OXC具有不同的特点，但其核心部分一一交换功能都是由不同的空间光开关来完成的。基于空间光开关矩阵和波分复用/解复用器对的两种典型的OXC结构如阁1所示。N,波分*复用器「Nx^fe波分氣用器复用器11■叫换器b乂，1111!2MNXMN一1•

4、,NXN>r?1~/r11/1**,疆.a.yI1/1_

5、A22腿模块NXN2开关矩阵Nf接收觀鈕模DXC输入斕面柱血镜空间光柱面镜输出瑞面开关矩阵DXCa阁b图阁4祛f空间光开关矩阵和波分复用/解复用器对的OXC结构三、实验的原理本实验基于空间光交换的OXC的原理而设计。本实验的核心部分空间光交换是巾空间光开关矩阵来完成的。实验中用可动态控制的空间光调制器作为空间光开关矩阵，空间光调制器的主要组成部分有液晶屏和控制器，液晶屏上的象素相当于光开关器件。用户信号分别用红、绿、蓝三个可见点光源來表示，分别代表WDM信号中己被解复用的三个信号。利用柱面透镜将用户信号发散的球面波转

6、挽成准直的柱面波，并让它们同时照射到空间光调制器上。空间光调制器上光信号分布如阁2所示。空间光调制器后的柱而透镜将传输过來的平面波转换为水平方向会聚的柱面波，因此在不同水平位罝的光波将汇聚到输出端面的不同位置上。图2柱面镜作用打开而其它开关全部关闭时，即仅（a，1）、（a，2）、（a，3）为幵状态时,（a，1）、（a，2）、（a，3）处透过的光信号经柱面透镜后将重合于A处，从而实现了多点到一点的连接。当仅（a，2）打开时，A处只能收到信号2的信号而收不到1、3的信号，从而实现了点到点的连接。同理，b或c行信号如果在相应象素开关打开的情况下，光信号经柱面镜后将到达接收端上的另一位置

7、B或C。可见只要控制空间光调制器就可使输入端面上的红、绿、蓝三路光信号交换在接收端面上的不同光纤上，从而实现了光的交叉连接。四、实验器材1.红、绿、蓝激光光源3套2.光源支撑调节台3个3.蓝绿光衰减器各1个扩朿装置3套5.准直透镜3个6.狭缝3个7.棱镜及支撑调节台2套8.柱面镜及支撑台1套9.空间光调制器1套（包括液晶屏、驱动器、电脑及相应软件等）10.平凸柱面透镜1个11.冲冑号接收及显7K系统（包括彩色CCD1个、专用转换接头1个、电脑及相应软件一套）。五、实验内容和步骤1.1将三个光源置于光学平台上。打开光源，调节它们的高度使光源出射的光束处于同一水平而。1.2调节S微物

8、镜，使显微物镜和光轴平行。1.3调节双胶合透镜的位置，利用平晶，通过观测其后面的干涉条纹，使从双胶合透镜所出射的光变为一平行平面波。1.4利用三个狭缝，拦截所得的三束平面波，得到三束垂直分布的平面波。1.5调节两个反射棱镜，使三束平而波平行并能全部射入空间光调制器1.6调节柱面透镜和CCD探测器的相对位罝，使三束平行平面波在输出端面（CCD探测器的接收面）完全重合。2、打开空间光调制器，使之正常运行2.1启动计算机。2.2接通空间光调制器电源。2.3连接空间光调制器与计算机将空间