光開(kāi)關(guān)是一種具有一個(gè)或多個(gè)可選的傳輸端口的光學(xué)器件，其作用是對光傳輸線(xiàn)路或集成光路中的光信號進(jìn)行物理切換或邏輯操作。根據不同的原理，可以分類(lèi)為機械式光開(kāi)關(guān)、電光開(kāi)關(guān)、MEMS光開(kāi)關(guān)、磁光開(kāi)關(guān)、SOA式開(kāi)關(guān)等，不過(guò)最終呈現的形式都是一樣的，控制一條光路的開(kāi)啟和關(guān)閉。
機械式光開(kāi)關(guān)是比較容易理解的一種系統，通過(guò)物體的機械運動(dòng)實(shí)現對光路的開(kāi)啟或關(guān)閉。但由于機械運動(dòng)不可避免的磨損，決定了這種模式的設備壽命不長(cháng)，容易損壞，同時(shí)機械運動(dòng)的頻率上限也十分有限，一般在kHz量級。
MEMS是一個(gè)獨立的智能系統，可大批量生產(chǎn)，其系統尺寸在幾毫米乃至更小，其內部結構一般在微米甚至納米量級。MEMS技術(shù)的目標是通過(guò)系統的微型化、集成化來(lái)探索具有新原理、新功能的元件和系統。MEMS光開(kāi)關(guān)通過(guò)在硅晶上刻出微小的鏡片，并且可以用電磁力控制微鏡陣列轉動(dòng)，從而控制光的傳輸方向，并結合光耦合實(shí)現光的開(kāi)關(guān)。
電光開(kāi)關(guān)是基于電光調制原理設計的：利用某些電光晶體，如鈮酸鋰晶體(LiNb03)、砷化鎵晶體(GaAs)和鉭酸鋰晶體(LiTa03)的電光效應，當把電壓加到電光晶體上時(shí)，電光晶體的折射率將發(fā)生變化，從而作用到通過(guò)該晶體的光波特性的變化，實(shí)現對光信號的相位、幅度、強度以及偏振狀態(tài)的調制。
利用電光效應制作的光開(kāi)關(guān)，正是利用電光效應和干涉儀，將相位變化轉換為強度變化，同時(shí)通過(guò)精密控制電壓值，使得通過(guò)激光的強度正好在極大值和極小值兩個(gè)位置。它的使用壽命遠大于機械式光開(kāi)關(guān)，調制頻率可以達到GHz，調制速率在ns級別。我們的電光開(kāi)關(guān)測試系統圖如下：
- 將光開(kāi)關(guān)模塊上電，散熱系統開(kāi)始工作；
- 將1064nm激光從光開(kāi)關(guān)的輸入端接入，此時(shí)可以觀(guān)測到正向輸出端不通光，反向輸出端通光；
- 光開(kāi)關(guān)模塊中有一SMA輸入端口，為開(kāi)關(guān)調制信號的輸入端，識別TTL電平。輸入低電平時(shí)，光從反向端口輸出，輸入高電平時(shí)，光從正向端口輸出。將其與信號源連接，輸入脈沖信號，以視頻中的信號為例：頻率2MHz、高電平1.6V（輸出阻抗50歐）、低電平0V、脈寬100ns；
- 在正向輸出端連接PD采集脈沖光信號，與信號源的信號比較。反向輸出端則會(huì )得到反相結果；
正向輸出信號圖
反向輸出信號圖
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