基于Banyan网络的无阻塞SiO2波导4×4矩阵光开关

提出了一种基于Mach-Zehder干涉仪(MZI)结构开关单元和Banyan网络的严格无阻塞4×4矩阵光开关.相对于Crossbar结构的7级单元级联,Banyan结构只需3级连接.分析了Banyan网络中交叉连接损耗与交叉角度的关系,交叉角30°时损耗为0.09 dB.优化设计了MZI开关单元结构,并制作了2×2光开关,测得插入损耗(IL)为-14 dB、串扰(XT)为-38 dB和功耗为450 mW.设计了基于Banyan网络的4×4光开关,连接波导交叉角为30°.基于光波导平面光波线路(PLC)技术,制作了严格无阻塞的SiO2波导4×4矩阵光开关,测得平均IL为3.95 dB、通道XT为-37 dB、偏振相关损耗(PDL)为0.4 dB、单通道开关功率约为670 mW及开关响应时间小于1 ms.     

一种新型2×2 S0I热光开关

设计并制作了一种新型的SOI 2×2马赫一曾德（MZ）热光开关。这种光开关采用了深刻蚀结构的配对多模干涉耦合器，同时，为了保证单模传输和调制，在连接波导和调制臂区域采用了浅刻蚀结构。深刻蚀结构增强了多模干涉耦合器对光场的限制，有利于自映像质量的提高，从而减少了自映像损耗和不均衡度，同时也提高了制作容差。基于强限制配对干涉耦合器的新型热光开关，其插入损耗为-11．0dB，其中包括光纤波导耦合损耗4．3dB，上升和下降开关时间分别为3．5μs和8．8μs。     

8×8重排无阻塞型SOI热光波导开关阵列

设计并制作了一种重排无阻塞型的8×8SOI热光波导开关阵列。开关单元采用了MMI—MZI结构的2×2光开关。整个器件的开关时间约为2μs。器件中开关单元功耗小于240mw。消光比在17-22dB范围内变化。功耗和开关速度都明显优于SiO2基和聚合物基的开关阵列。     

基于双面反射镜的N×N光开关的特性分析和实验研究

报道了基于双面反射镜的N×N光开关器件。介绍了使用双面反射镜的2×2，4×4光开关的集成光路设计和工作原理；采用Benes网络，以2×2和4×4光开关为基本单元的N×N光开关器件的整体结构，并根据“一笔画”原理，分析了4×4，8×8和16×16光开关矩阵的可重排无阻塞特性和光开关矩阵的光路选择算法。最后，基于2×2，4×4光开关技术制备了16×16光开关矩阵。测试表明，该器件具有良好的插入损耗、回波损耗、串扰和开关时间等性能，从而验证了设计思想和工艺的可行性。在基于双面反射镜的光开关矩阵中，双面反射镜的使用大大减少了光开关矩阵中运动镜片的数量，简化了控制程序，并有利于提升光开关器件的可靠性能，有望在中小型光交换机、网络管理和光路测量中获得应用。     

一种新型基于石英的热光型光开关

一种采用基于石英的平面光波回路技术（PLC）制造的热光型光开关正越来越引起关注，它具有低耦合损耗、高稳定性及适于大规模集成等优点。首先描述了采用热光相移器构成马赫-曾德于涉仪（MZI）结构的热光型光开关，然后讨论2×2MZI热光型开关的工作原理及基本特性，最后介绍了由2×2MZI热光型开关单元构成的大规模光开关阵列以及一种采用悬梁式结构热光相移器的低功率消耗的光开关。     

与偏振相关和无关的4×4自由空间光开关

设计了一种由相位型空间光调制器（PSLM）、偏振光分束器（PBS）、反射镜、半波片（HWP）和四分之一波片（QWP）构成的2×2光开关。该光开关所用器件少,具有结构紧凑规整、功能的实现与信号光的偏振态无关以及可以完成双向交换等特点。在此基础上通过2×2光开关的级联,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块,根据其路由控制表对该实验模块功能的实现进行了分析。为与之作比较,还提出了一种与偏振相关的4×4光开关,该光开关利用对信号光偏振态的控制进行路由选择,以实现所需的交换和排序。     

4×4热光SOI波导开关阵列

设计并制作了阻塞型和完全无阻塞型4×4热光SOI(silicon-on-insulator)波导开关阵列。开关单元采用了多模干涉耦合器(MMI)-MZI(Mach-Zehnder interferometer)结构的2×2光开关。阻塞型光开关附加损耗为4.8～5.4dB,串扰为-21.8dB～-14.5dB。完全无阻塞型光开关阵列附加损耗为6.6～9.6dB,串扰为-25.8～-16.8dB。两者的消光比都在17～25dB内变化,开关单元功耗小于230mW。器件的开关时间小于3μs。功耗和开关速度都明显优于SiO2基和聚合物基的开关阵列。     

有机聚合物1×32波导热光开关阵列

研制出紧凑型树状分支结构马赫-曾德尔干涉(MZ I)型有机聚合物1×2热光开关以及1×32集成波导热 光开关阵列。利用旋转涂覆法、紫外固化工艺、接触曝光、反应离子刻蚀(RIE)、真空镀膜 、切割和抛光等传统 微加工工艺,成功完成了器件制备。通过优化刻蚀工艺,有效减小了刻蚀后波导的表面与侧 壁粗糙度。通过在 波导和金属掩膜层之间添加聚合物隔离层,进一步减小了波导的传输损耗。实验结果显示, 制备的1×2热 光开关插损仅为2.84dB,串扰为－31.13dB ,光开关的电功耗为4.1mW;制备的1×32波 导热光开关阵列插 损为11.8dB, 串扰为－25.3dB,电功耗小于5mW, 器件开关时间 为1.15ms。测试结果与数值模拟结果 吻合很好,研制的光开关有望应用于光交换器(OXC)、 光分插复用器(OADM)以及光 控相控阵天线的波束扫描控制系统中。     

SOI热光4×4光开关阵列的研制

设计和制作了由5个2×2多模干涉马赫-曾德开关元组成的重排无阻塞型SOI4×4热光开关阵列.阵列的最小和最大附加损耗分别为6.6和10.4dB,阵列的串扰为-12～-19.8dB,光开关阵列的开关速度小于30μs,单个开关元的功耗大约为330mW.     

新型低损耗1×3光分路器的优化设计

针对传统Y分支光分路器损耗较大的缺陷，采用直锥形波导代替传统的直波导来减小器件的尺寸，并且采用激模波导结构设计1×3分支波导。设计中，利用辐射模和本征基模的叠加来修正光波场，通过改善模匹配来降低分支耦合损耗，并通过对对称输出弯曲分支波导的优化来降低弯曲损耗，最后在1×3光分路器中的两弯曲波导的输入端加入过渡锥形波导来降低损耗和优化分路器的输出均匀性，并用有限差分光束传播法对该1×3分支波导进行数值模拟。模拟结果表明，该结构具有均匀性好、器件尺寸小、损耗小和结构简单等优点，有利于器件的进一步集成。     

4—溴—4′—羟基联苯的合成

4－溴－4′－羟基联苯是合成液晶显示材料的关键中间体,以对羟基联苯为原料,采用羟基酯化保护后进行溴代的方法。研究了合成4－溴－4′－羟基联苯的反应条件和工艺路线,发现以碘或铁作为催化剂,在乙酸酐或乙酸中反应收率较低,而在三氟乙酸酐的作用下收率较高。实验表明在三氯化铁作用下,三氟乙酸酐和溴生成的三氟乙酰基次溴酸酐是合成4－溴－4′－羟基联苯的较好的溴代试剂。     

4-(trans-4-n-烷基环己基甲氧基)-4''-氰基联苯的合成

以ｔｒａｎｓ－４－ｎ－烷基环已基甲醇和４－溴－４’－羟基联苯为原料合成了一组４－（ｔｒａｎｓ－４－ｎ－烷基环已基甲氧基）－４’－氰基联苯类液晶化合物,用ＩＲ、ＭＳ、元素分析确证了化学结构。研究发现铜盐对ｔｒａｎｓ－４－ｎ－烷基环已基甲醇的溴代反应有催化作用;在相转移催化剂的作用下进行醚化获得较高收率;氰代反应以Ｎ－甲基－２吡咯烷酮溶剂效果较好。ＤＳＣ测试结果表明该类液晶化合物具有较高的清亮点。     

钕离子^4I11／2能级寿命模型研究

钕离子^4I11/2态寿命是掺钕激光玻璃的一个重要参数。本文介绍了利用泵浦探测技术直接测量钕离子下能级寿命的方法。在理论分析的基础上,建立了用于对实验数据进行数值分析的简化的数值模型。通过与Bibeau等人的数值模型模拟的结果对比,可以认为这种模型和简化是合理的。它可直接用来对我国固体高功率激光驱劝器中钕玻璃的汝离子下能级寿命进行分析。     

4-溴-4''''-羟基联苯的合成

４－溴－４＇－羟基联苯是合成液晶显示材料的关键中间体,以对羟基联苯为原料,采用羟基酯化保护后进行溴代的方法,研究了合成４－溴－４＇－羟基联苯的反应条件和工艺路线,发现以碘或铁作为催化剂,在乙酸酐或乙酸中反应收率较低,而在三氟乙酸酐的作用下收率较高。实验表明在三氯化铁作用下,三氟乙酸酐和溴生成的三氟乙酰基次溴酸酐是合成４－溴－４＇－羟基联苯的较好的溴代试剂。     

4-(2,3,5,6-四氟-烷基取代苯乙基)苯甲酸-4'-氟-4-联苯酯的合成及液晶性研究

以2,3,4,5,6-五氟溴苯和脂肪醛为起始原料,设计并合成了一系列含四氟苯基亚乙基的四环酯类液晶化合物,通过偏光显微镜和DSC对其相变行为进行了研究.整个系列化合物有较宽的向列相温度范围,所合成的化合物中,随着末端碳链的增长,熔点和清亮点呈现下降趋势.     

4-羟基-4′-氰基联苯的合成

以4－羟基联苯为原料，经酰化、氨解、脱水三步反应合成了液晶材料重要中间体4－羟基－4′－氰基联苯，总收率达51.8%，其结构经核磁共振、质谱、红外光谱等确证，HPLC含量在99％以上。     

高频电离层信道4F4T4PSK系统性能

本文提出了高频电离层信道４Ｆ４Ｔ４ＰＳＫ通信系统性能分析方法，给出了其误码率表达式。４Ｆ４Ｔ４ＰＳＫ系统在时变信道上传输出为加性噪声和多条具有不同时延，不同频移和不同到达角传播路径信号的总和。误码率表达式考虑了信道中存在的瑞利衰落，频率与时间选择性衰落，四重频率分集及白噪声的影响。给出了该“不可克服误码率”与信道中存在的归一化最大多径时延和归一化多普勒散布的关系曲线，并根据其结果，讨论了该本制对多     

4 × 4 optical-gate matrix switch

An optical gate-based matrix switch is proposed and a switching function in a 4 × 4 experimental switch is demonstrated. The experimental switch is composed of fiber-type splitters, a lantham-modified lead zirconate-titanate solid solution (PLZT) optical-gate array, and fiber-type combiners. The switch has a broad bandwidth of 400 Mbit/s for nonreturn-to-zero (NRZ) optical signal transmission. A possible maximum matrix size is discussed theoretically based on optical power level and optical crosstalk.