一种新的与偏振无关的双向2×2光开关的设计

设计了一种由偏振光分束器（PBS）、位相型空间光调制器（PSLM）、反射镜、半波片（HWP）和1/4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。进而通过2×2光开关的级连,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块。     

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。     

自由空间与偏振无关的1×N和N×1光开关设计

基于光开关在全光通信和光互连网络中的重要作用,设计了由偏振光分束器(PBS)、相位型空间光调制器(PSLM)和反射镜构成的1×N和N×1光开关模块,其中N=2m,m=1,2,3….该设计利用PSLM对信号光偏振态的控制,在自由空间实现信号的路由和切换,信号光的P光分量和S光分量同时参与工作,并在输出端口重新会合,因此光开关表现出与信号光偏振态无关的特点.同时,该光开关所用器件少,具有结构简单紧凑、控制方便灵活和操作迅速快捷等特点,而且具有很强的重构与升级能力,对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用.     

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。     

一种新的与偏振无关的双向2×2光开关的设计

设计了一种由偏振光分束器(PBS)、位相型空间光调制器(PSLM)、反射镜、半波片(HWP)和1/4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.进而通过2×2光开关的级连,设计了一种与偏振无关的4×4光开关的实验模块.     

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。     

兼具VOA功能的1×2 MEMS光开关

光开关和可变光衰减器（VOA）是光通信系统中的关键器件,而微电子机械系统（MEMS）技术是一种具有发展前景的光开关技术。文章提出一种兼具VOA功能的1×2 MEMS光开关,详细介绍了其原理,并且利用矩阵光学推导了插入损耗的计算公式。在设计了透镜的各项参数的基础上制作出了光开关样品,并且将样品的测试结果与计算的结果进行对比分析,指出这种光开关是具有实用价值的。     

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-Zehnder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0．09dB。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-14dB、串扰（XT）为-38dB和功耗为450mW。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，测得平均儿为3．95dB、通道XT为-37dB、偏振相关损耗（PDL）为0．4dB、单通道开关功率约为670mW及开关响应时间小于1ms。     

1×3光栅光阀式光开关分析与设计

文章结合光栅光阀响应时间短和反射光栅衍射效率高的特点,设计了一种光栅光阀式1×3微型光开关。理论计算和对比实验表明,在波长为1．3Mm,闪耀角和入射角分别为5．4°和0°的情况下,开关时间为微秒级。与同类光开关相比,这种开关具有开关时间短、衍射效率高和工作电压低的优点。     

光纤干涉信号的3×3耦合器解调及偏振衰落分析

建立了基于3×3耦合器的光纤Mach-Zehnder（MZ）干涉型传感系统。在对3×3耦合器信号解调方案进行了推导和分析后,对干涉信号中偏振衰落现象进行了理论分析和实验研究,并指出了它对3×3耦合器信号解调方案的影响。针对偏振衰落现象的特点,提出了消除这一问题的方案,实现了干涉仪信号的无偏振衰落输出。     

4×10Gbit/s并行光模块串扰优化设计

为了对4×10Gbit/s并行光模块光串扰进行优化,采用了ABCD传输矩阵法,结合光纤耦合约束条件以及准直透镜、自聚焦透镜和光纤端面球透镜的理论,设计出两套优化方案。研究了垂直腔面发射激光器光束特性,利用MATLAB进行理论分析,模拟得出光斑半径与发散角的关系,并分析了串扰情况。在ZEMAX非序列模式下完成了光路建模,优化结构中透镜参量以及光纤端面设计,进行了理论分析和实验验证,取得了优化后耦合光斑半径与耦合效率。结果表明,间接耦合优化结构中,到达光纤端面的光斑为53.72μm,耦合效率达到72.59%;而直接耦合优化结构中,到达光纤端面的光斑为3.695μm,耦合效率高达到76.11%,有效地解决了并行光模块之间的光串扰问题。这一结果对光网络信号传输质量优化方面是有帮助的。     

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。     

A monolithic 1 × 10 array of silicon avalanche photodiodes

A monolithic 1 × 10 array of silicon avalanche photodiodes (Si-APD's) was fabricated. The deviations of breakdown voltages and current gains from mean values in an array were less than ±0.3 and ±2 percent, respectively. The optical interelemental coupling between the adjacent two elements in an array was estimated to be -57 dB.     

Monolithically integrated 1 × 12 array of planar InGaAs/InP photodiodes

We describe the fabrication and performance of monolithically integrated, 1 × 12 arrays of InGaAs/InP p-i-n photodiodes. These devices are completely optically and electrically interfaced for use in fiber-optic systems. For each element of the array, at -5 V, the dark current is <20 nA, and the total capacitance is <2.5 pF. The external coupling efficiency at 1.3 μm is >75 percent for every diode in the array. We have also measured the coupling capacitance between adjacent devices, and found it to be <0.1 pF.     

A polarization-independent 1 × 16 guided-wave optical switch integrated on lithium niobate

We report the fabrication and testing of several models of a complex integrated Ti : LiNbO3switch array, a one-input-to-sixteen-output switch that is polarization independent for use with standard single-mode fibers. The switch array has 15 directional couplers arranged in a binary tree with four ranks. The device is fitted with connectorized single-mode fiber pigtails and housed in a package that permits convenient transport and use. The best measured losses (fiber-waveguide-fiber) are 3.0 dB for the TE polarization and 3.6 dB for the TM. Permanent attachment of the pigtails adds 0.65-dB loss. Crosstalk suppression averages 10 dB below the transmitted signal for the brightest unwanted path.     

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.