微透镜阵列和自由空间光互连

日本的RWC、欧洲的ESPITⅢ等，以计算机的高速化，并行化为目标的光互连应用研究正在积极进行中。光互连方式的研究也因通道数量而在波导型光互连和自由空间光互连方面分别进行。要想利用自由空间光互连进行大规模光交换和光运算的研究也很多。本文主要讨论实现自由空间光互连所需要的光学器件技术和集成组装技术。     

全息透镜阵列实焦点成像实现PS光互连

利用２＊２全息透镜阵列的实焦点成像方式实现２Ｎ＊２Ｎ输入的ＰＳ光互连,分析指出,由于实点点成像对输入 的交错,必须在秀镜阵列后添加一个成像透镜才能获得ＰＳ互连变换;     

几种全息透镜阵列PS互连方式的成像分析

2× 2全息透镜阵列可以采用平行光输入的虚焦点、实焦点方法和发散光输入等方式获得输入的PS变换 ,本文主要对以上三种方式的成像进行了比较和分析。分析表明 ,由于平行光输入时元素边缘存在衍射 ,引起成像边缘的模糊 ;证明了虚焦点成像系统不能消除成像的模糊 ,而当输入的黑白透明胶片处于uH=( 1-1/2N)fH 时 ,实焦点成像系统可消除成像边缘的模糊。分析具有普遍的意义 ,实验证明了分析的正确     

自由空间光互连洗牌型神经网络模型

首先介绍一种洗牌型自由空间光互连多层全互连神经网络模型。该模型的高神经元／权重比可以极大地压缩神经网络的互连权矩阵IWM（interconnectweightmatrix）。对于具有N2个神经元的单层二维全互连神经网络的IWM为N2×N2,而洗牌型全互连神经网络的IWM仅为4N2log2N。另外,洗牌型全互连神经网络整齐、简单的结构方便了网络的综合,特别是网络隐单元的综合,并且十分适合于神经网络的光学实现。然后描述了采用数字光技术实现光互连的洗牌型神经网络的系统模型、关键芯片结构以及关键技术。本文提出的模型和方法使实现与人脑神经网络规模（104量级）相当的实用化自适应光电子全互连神经网络成为可能。     

三维自由空间光互连系统光学设计

现代科学技术,特别是通信和计算机技术迫切需要高性能巨型计算机(Supercomputer).随着集成电路技术的发展,依靠提高主频来提高系统性能,难度越来越大,目前比较一致的看法认为巨型机的发展趋势是发展大规模并行处理机(Massive Parallel Machine).特别是在天基一体星间通讯用的小型化星载高速大容量并行处理计算机系统中,传统的电互连由于存在通讯瓶颈、信号延迟、封装尺寸庞大等缺点而无法满足要求.三维自由空间多处理芯片光电子集成光互连交换网络模块在大容量、超小型方面优势明显.基于此,我们采用MESH光互连网络拓扑结构,设计了一种基于MESH网络的三维自由空间光互连集成模块,对系统内部结构进行了光学设计,并提出两种解决方案.根据设计的像差要求,对其中的透镜收发阵列进行了主光线追迹计算,确定了其最终结构,并详细比较了两种方案下的成像质量,结果表明直接由透镜中心斜入射法其出射信号弥散斑为0.4630 μm,能更好地满足三维自由空间MESH光互连网络光电子集成模块的要求.(PD9)     

自由空间光互连系统的结构和设计分析

光互连技术是光通信网络的基础。文章结合现代微电子系统中所采用的自由空间光互连技术,进行较全面的光互连结构和设计分析     

用光致聚合物全息干版实现光互连

用全息术在光致聚合物全息于版上制备出全息耦合光栅。将光信号耦合进玻璃光导板中，使其在光导板中全反射，以锯齿形式传播。再经出射光栅耦合出来。在光导板上实现１点对１点的光互连，互连效率约为２５％。     

用四焦点全息透镜实现的PS和FPS互连网络

提出了一种用四焦点全息透镜实现的二维ＰＳ（ＰｅｒｆｅｃｔＳｈｕｆｆｌｅ）和ＦＰＳ（ＦｏｌｄｅｄＰＳ）的方法，并给出了四焦点全息透镜的设计方法及应用于二维ＰＳ和ＦＰＳ互连网络中的实验结果。     

基于二元光学的双视场红外光学系统设计

红外两档变倍光学系统具有结构简单、装调容易等特点,同时衍射光学元件的引入,增强了镜头的成像质量,减少了光学元件的数量,减轻了系统重量.介绍了含有衍射光学元件的两档变倍光学系统的设计原理,设计了一个折-衍混合的两档变倍的光学系统,对长、短焦距位置进行了像差分析,结果表明该设计能够很好的满足实际工程的需要.     

窄波段高分辨率平场全息凹面光栅的一种简单设计方法

给出利用 型全息凹面光栅的无离焦和消彗差特性 ,设计窄波段高分辨率平场全息凹面光栅的一种简单方法。详细讨论了该光栅的优化设计 ,并给出设计实例及数值评估结果。     

一种简单的增强光纤Bragg光栅温度灵敏度的方法

提出了一种简单的铝管或铝板封装(AP)法来增强光纤Bragg光栅(FBG)的温度灵敏度，实验测得AP光纤光栅的Bragg反射波长(1550 nm附近)的温度灵敏度为0.038 nm／℃,是裸光纤光栅温度灵敏度的3倍之多，相应的线性温度范围在0～120 ℃之间。     

激光在含有光学元件的湍流中传输时的光束偏转

光学元件可能抑制或者加强大气湍流对激光传输性能的影响.研究了激光束在含有光学元件的湍流大气中的传输问题.根据空间滤波器原理,推导了激光束的随机偏转的解析表达式.作为一个特例,研究了高斯光束通过含有单个凸透镜的湍流大气的光束偏转,对其进行了数值计算,并与不存在光学元件时的光束漂移进行了对比.研究表明:不论光束是准直还是非准直的,光束偏转整体上都随传输距离的增加而增加,变化趋势基本一致,当传输距离相等时,存在凸透镜时的光束偏转都要小于不存在透镜时的光束漂移,激光传输性能得到改善.     

三层衍射光学元件斜入射衍射效率特性研究

正入射通常不能反映成像衍射光学元件的实际工作状态,斜入射才是其普遍工作状态。建立了斜入射时三层衍射光学元件的衍射效率与入射角度关系的表达式。针对入射方向、两侧基底材料以及中间介质材料这三个影响因素,分析了三层衍射光学元件的衍射效率随入射角度的变化关系。结果表明,光线从正谐衍射元件端入射时,对应的衍射效率随入射角度增大下降得比较缓慢。组成三层衍射光学元件两侧谐衍射元件基底材料的阿贝数差值越大,衍射效率随入射角度增大下降得越缓慢。中间介质材料的选取由三层衍射光学元件工作时的入射角度范围决定。该分析方法和结论适用于可见光、红外等光学系统中的三层衍射光学元件。     

具有分束和聚焦功能的氮化硅二元位相型光学元件

报道了自行设计的将二维Ｄａｍｍａｎｎ光栅和Ｆｒｅｓｎｅｌ波带板集成为一体的同时具有分束和聚焦功能的二元位相型光分束器，并用等离子体增强化学气相淀积法（ＰＥＣＶＤ）制备的非晶氨化硅（α－ＳｉＮｘ：Ｈ）薄膜制作了这样的元件，成功地实现了设计的功能，分束阵列为３×３，焦距为１８ｃｍ，分束后的光强分布相对误差小于５％。     

用加权串行迭代算法设计衍射光学元件

提出加权串行迭代（WSI）算法用于解决衍射光学元件（DOE）的设计问题。以高斯光束均匀化为例，模拟计算的结果表明，该算法在减少误差和顶部不均匀度以及提高衍射效率方面都优于GS算法。     

基于扩展二次同余码/单重合序列的二维光码分多址系统仿真

基于扩展二次同余码/单重合序列(EQC/OCS),利用光纤布拉格光栅(FBG)和光纤延迟线作为编解码器,对二维非相干光码分多址(OCDMA)系统进行系统仿真。通过软件仿真,实现了4个用户的EQC/OCS码字的解码相关输出结果。结果表明,低成本的FBG编/解码器实现了EQC/OCS码字的编码和相关解码,提高了二维OCDMA系统容量。     

一种设计光二分路器分光比的简便方法

对星形光纤传输网络中的光二分路器分光比的设计作了分析和研究,得到一种设计光二分路器分光比的简便方法--查表法和曲线图解法,并对相关函数关系及其曲线特征与规律作了分析,得出了5条结论.