光开关和光开关阵列技术的发展研究

光开关与光开关阵列是DWDM光网络的关键器件,主要用来实现光层的路由选择、波长选择和淆交叉连接等功能,文中全面论述比较了光开关和光开关阵列技术。     

光联网中的光开关器件

光联网是当前光网络的发展趋势,光联网的实现主要依赖于光开关、光滤波器、光放大器等关键光电子器件和密集波分复用等系统技术的进展。光开关是实现光交换的关键元器件,被广泛应用于光层的路由选择、波长选择、光交叉互连以及自愈保护等功能,主要应用包括:     

新型波长选择的光开关状态控制及其在光交换中的应用研究

本文提出N选k波长选择开关的概念,指出其与传统光开关的区别,进而研究典型2×2的波长选择开关矩阵的控制状态与交换状态,并讨论了这种新型光开关对传统光分插复用设备和光交叉连接设备带来的影响及其在光交换网络,特别是在波带交换网络建设中应用的优越性.     

基于周期性亚波长复合单元结构的表面等离子体光开关

本文研究了包括圆环结构、内置纳米棒的空心圆结构和复合结构周期性亚波长孔阵列的增强光透射特性,并证实了在复合结构中的内置纳米棒的空心圆环境的光场局域强度能够被显著地增强。此外,通过调控入射光的偏振方向,复合结构中纳米棒和空心圆的局域表面等离子体共振响应模式会发生相互转换。另外,我们设计了一种新型紧凑无泵浦光干扰并具有双通道的表面等离子体光开关。最后,该结果为表面等离子体光子器件提供了一种新思路,并拓展了微纳结构在光学通信及信息处理领域的应用范围。     

光开关和光开关阵列技术的发展研究

光开关与光开关阵列是DWDM光网络的关键器件，主要用来实现光层的路由选择、波长选择和光交叉连接等功能。文中全面论述比较了光开关和光开关阵列技术。     

全光网络需要光开关

光纤光学系统是通信工业的脊柱 ,它们的主要应用是用作点对点的信息通道。电子学器件已用于开关信号和处理信号。现在工业要求全光网络 ,全光网络将以其原本的光学形式处理高速信号 ,而无需分离的电子学开关。电子学装置将留在网络的边缘 ,但该改变将把光开关带入人们的注意中心。像其电子学对手一样 ,光开关有许多作用 ,从用手控将信号接到新的位置到将信号在网络各点之间转接。虽然某些类型的光开关得到很好的发展 ,系统要求和开关技术正快速演化。理解技术范围和应用范围很重要。每种技术均能以各种方法应用 ;每个功能用不同的技术实现。…     

非对称电极数字光开关

提出了一种新型的数字光开关电极结构.用两组不对称的电极作用于Z切割LiNbO3Y分叉波导上,其中一组电极从Y分叉波导的顶端就开始对波导进行作用,由于开关电极加强了对Y分叉强耦合区的作用,因此开关的串扰有了很大的降低.用光束传输法(BPM)软件模拟了该结构的性能,与对称电极结构相比,开关电压在6V左右时串扰降低了约6dB,开关电压在6～9V之间时开关串扰<-20dB.     

基于MOEMS技术的一种F-P光开关的设计与制作

研制了一种用于WDM光通信系统的多层介质膜Fabry-Perot腔结构式光开关,面积为1.5mm×1.5mm.光开关采用多层复合膜消除内应力,防止产生过度变形;中心的十字复合梁有利于提高机械灵敏度,降低驱动电压.体硅腐蚀出的硅杯既减小了光开关的插损,又便于端面输入输出光纤的精确对准与固定,有效降低封装成本.制成的开关转换电压为20V,关态隔离度为87%,开态插损为0.15dB.其结构和工艺简单,易于与IC工艺相结合形成规模生产,如增加膜的层数便能制成基于F-P干涉仪结构的滤波器.     

基于全介质薄膜法布里珀罗滤光片的1550 nm可调谐外腔半导体激光器

提出并实现了一台基于单腔全介质薄膜法布里珀罗滤光片的1550 nm可调谐外腔半导体激光器。介绍了其内部的光学元件及其工作原理,随后对该半导体激光器的纵模输出特性进行了理论分析,搭建了该可调谐外腔半导体激光器。在不同的实验条件下,对该可调谐外腔半导体激光器在调谐过程中的输出波长、线宽及功率进行了实时同步测量。由所测数据总结出最佳实验条件,并得到了此条件下可调谐外腔半导体激光器的各相关参数。该可调谐外腔半导体激光器有一个线性的无跳模波长调谐区域(1547.203~1552.426)nm,一个稳定的输出光功率范围(40~50)μW,以及一个稳定的输出单纵模分布、线宽范围(100~150)MHz。该可调谐外腔半导体激光器可用于环境监测、原子与分子激光频谱研究、精确测量等领域。     

基于MOEMS技术的F-P光开关的设计

Fabry—Perot(F—P)干涉仪是很多与波长相关的光学元器件的核心结构,通过研制基于MOEMS技术的F—P光开关,可以得到研制一大类MOEMS选频器件的基本设计方法和基本工艺步骤。文章给出了能完全与现有IC工艺相结合,采用Si,SiO2和Si3N4材料的多层介质结构的F—P光开关的设计方法和设计尺寸及其光性能的模拟结果,为今后研制光开关以及结构更为复杂的滤波器等打下了坚实的基础。     

光分组交换网络中时隙波长交织网研究

随着电的交换和路由技术的处理速度和容量的巨大进步,光分组交换技术也已经在一些领域内取得了重大进展。光分组交换具有大容量、数据率和格式的透明性、可配置性,带宽利用效率高,而且能提供各种服务,满足客户的需求,这对未来支持不同类型的数据是非常重要的。主要研究光分组交换网络中时隙波长交织网,从时隙波长交织网的基本网络架构、主要实现技术以及网络的保护与维护方面进行了详细的阐述。     

用于光纤通信系统的F-P可调谐滤波器

介绍了法布里-珀罗（F—P）滤波器的工作原理。讨论了各种调制方式的特点;分析了多种不同结构、不同调制方式的F—P可调谐滤波器的特性,及其在光纤通信系统中的应用。     

用于强度解调型非本征法布里-珀罗腔光纤传感器的光电转换卡

利用双光路加参考臂的方法设计了运用于强度解调型非本征法布里-珀罗腔光纤传感器的新型光电转换卡,以有效地抑制或消除光源和光路中其他有源及无源器件的不稳定性对传感器精度和稳定性的负面影响。在26℃28℃的环境温度条件下,设计的光电转换卡短期不稳定性不大于0.0702%,测量精度好于0.1%。     

基于偏振的光矩阵开关

提出了一种新型的基于偏振的光矩阵开关方法 ,通过控制光的偏振态实现严格无阻塞连接。以 4× 4光矩阵开关为例 ,详细给出了其节点开关和交换网络的实现方案。并对该 4× 4光矩阵开关进行实测 ,证明该方法制作的小规模光矩阵开关具有插损低 ,串话小 ,开关时间中等 ,性能稳定 ,工艺成熟等特点。     

1.55μm非晶硅热光F-P腔可调谐滤波器

介绍了一种Si基热光Fabry-Perot (F-P)腔可调谐滤波器.F-P腔由电子束蒸发的非晶硅构成.利用非晶硅的热光效应,通过对Si腔加热,改变F-P腔的折射率,从而引起透射峰位的红移.该原型器件调谐范围为12nm,透射峰的FWHM(峰值半高宽)为9nm,加热效率约为0.1K/mW.精确控制DBR(分布式Bragg反射镜)生长获得高反射率镜面是减小带宽的有效途径;通过改进加热器所处位置及增强散热能力,有望进一步提高加热效率.     

1.55μm非晶硅热光F-P腔可调谐滤波器

介绍了一种Si基热光Fabry Perot (F P)腔可调谐滤波器.F P腔由电子束蒸发的非晶硅构成.利用非晶硅的热光效应,通过对Si腔加热,改变F P腔的折射率,从而引起透射峰位的红移.该原型器件调谐范围为1 2nm ,透射峰的FWHM (峰值半高宽)为9nm ,加热效率约为0 1K/mW .精确控制DBR(分布式Bragg反射镜)生长获得高反射率镜面是减小带宽的有效途径;通过改进加热器所处位置及增强散热能力,有望进一步提高加热效率     

光纤Bragg光栅F-P腔长测量的理论与实验研究

通过对FBG和光纤Bragg光栅F-P腔(FBG-FP)的光语特性分析,得出了低反射率的FBGFP腔反射谱的双光束千涉近似表达式.在此基础上,讨论了拟合法、周期法和傅里叶变换3种FBGFP腔长测量方法.最后,对实测光纤FBGFP腔的反射谱进行了分析,3种方法得到了相互验证,腔长测量精度达0.1mm量级.