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。     

玻璃基交叉波导的损耗特性研究

玻璃材料上的光波导是实现光电印制电路板(EOCB )中导光层制作的重要候选材料,交叉波导是EOCB上常用的集成光学结构,交叉损耗是其关 键的参 数之一。采用离子交换(IE)法和电场辅助离子迁移(FAIM)技术在玻璃基片上制作了宽分别为 5、10、20、30μm的垂直交叉光波导, 并对波导宽度对波导损耗的影响进行了研究。研究结果表明,玻璃交叉波导损耗对波导宽度 有明显的依赖关系,当波导宽从40μm减小到5μm时,交叉波导损 耗从0.071dB减小到0.019 dB。研究结果可为EOCB上波导交叉结构的 优化提供了参考。     

大角度交叉波导通用模型及其验证

利用菲涅尔衍射原理,详细分析了光波在大角度交叉区域的传输特性,建立了任意角度交叉波导衍射效应的通用分析模型,得到在一定光波导结构条件下衍射损耗、端面反射及串音与交叉角度之间的关系.在此基础上通过BeamPROP光学软件仿真验证,结果表明,基于衍射原理建立的交叉波导通用分析模型在分析大角度交叉结构时有比较高的计算精度,计算误差小于0.2%.在此基础上,在硅衬底上利用低压化学气相淀积技术制作了二氧化硅交叉波导结构,进一步验证了上述理论分析结果.     

交叉多模光波导传输特性分析

针对交叉多模光波导结构,基于光束传输法(Beam Propagation Method,BPM)对其传输特性进行了分析,通过对方形多模光波导模式Ep,qx的分析发现,对于相同的模式序数p,随着传输模式阶数q的增加,交叉光波导的传输特性基本保持不变;随着模式序数p的增加,小的交叉角度更易引起交叉光波导的相互干扰。     

波分复用全光通信网中的光交叉互连技术

文章介绍了波分复用（WDM）技术全光网的结构及光交叉互连技术的概念，主要技术指标和功能，以及典型结构和工作原理。光交叉互连（OXC）结构和基于阵列波导光栅（AWG）的OXC结构的示意图也在文中给出。     

基于阵列波导光栅波分复用器的光交叉连接技术

分析了基于阵列波导光栅波分复用器的复用、解复用、波长路由功能的空间交换和波长交换光交叉连接节点的结构及其特点；由阵列波导光栅波分复用器输入与输出的矩阵变换关系，确定了空间交换和波长交换光交叉连接节点的波长路由关系，为实现节点波长传输路由的监控和管理提供了有效途径。     

集成光学多通道交叉波导单元的设计分析

采用基于帕德算子的宽角多步有限差分光束传播算法模拟双通道交叉波导单元光场传输特性,讨论了交叉角度对交叉单元分支波导输出光功率和波导间串扰的影响.结果表明,交叉角很小时,直波导的功率输出变化不稳定,相邻波导间串扰大.交叉角大于5°时,直波导的归一化输出光功率超过0.9,且随着交叉角增大而逐渐增大至趋于稳定,相邻波导间的串扰非常小.随后,以三通道和五通道交叉波导为例分析了多通道交叉波导单元.     

W波段折叠波导慢波结构设计及三维注波互作用模拟

本文综合分析了折叠波导的几何尺寸和电子束参数，运用电磁场软件MAFIA的粒子模拟程序对三维折叠波导慢波结构进行了模拟．模型中，电磁波通过波导模式导入；为了克服较大空间电荷效应造成的电子注发散，使用了纵向聚焦磁场．基于三维互作用模型得到了W波段折叠波导的模拟结果，该结果可以对折叠波导慢波结构的三维互作用性能进行预测和分析．     

最佳端焦耦合法测量交叉光波导损耗特性

本文利用最佳端焦耦合法对交叉光波导的损耗特性进行了测量和研究，绘制了波导损耗随交叉次数和交叉角的变化曲线。测量结果与预期特性相吻合。     

非对称全内反射型SOI波导开关器件模型分析

根据有效折射率法和光束传播法分析了大截面单模ＳＯＩ脊形Ｘ型交叉波导的传输特性．指出交叉角在１．５～２°内，因导波模式引起耦合作用而导致的串音小于－２５ｄＢ；采用波动光学原理分析了非对称全内反射开关导模的传输和反射特性；讨论了等离子体色散效应，Ｐｎ结大注入效应以及Ｇｏｏｓ－Ｈａｎｃｈｅｎ位移，并分析了非对称全内反射型ＳＯＩ光波导开关的电学性质．据此优化设计了该器件的结构参数和电学参数．     

新型结构的1．3μm Ge_xSi_（1－x）／Si MQW波导探测器的优化设计

本文首次提出了一种新型的环形ＧｅｘＳｉ（１－ｘ）／Ｓｉ波导探测器结构．器件的主体由３μｍ宽的环形波导构成．器件的输入端是８μｍ宽的波导．这两部分通过劈形波导过渡连接，各部分经过优化设计，可以同时实现高的耦合效率和高内量子效率．对于器件的材料结构、电学和光学特性进行了仔细的分析与设计．结果表明，优化设计的器件其外量子效率可达２８％，比已经报道的直波导探测器的外量子效率提高２～３倍．而上升下降时间仍然保持在１１０ｐｓ左右．     

基于波导式带阻结构的多元微带贴片阵互耦削减研究

多天线系统的互耦削减是当代无线通信技术关注的热点之一，开发出一种基于互补交叉弯曲线刻蚀阵列、适合用平面印刷电路工艺制作的二维准各向同性波导式带阻结构，通过在贴片单元之间加载此类波导式带阻结构实现了紧凑的弱互耦三元和四元微带贴片天线阵，实验结果显示不同阵元间耦合在中心频率上降低了8ｄＢ~ 30ｄＢ，验证了此类波导式带阻 结构削减相邻微带贴片阵元间耦合的有效性，所提的去耦方法对贴片阵元的辐射性能影响很小。     

一种新颖SLD减反射区结构的设计

本文用束传播方法研究了具有偏折波导吸收区两段式超辐射发光二极管减反射区结构对激光振荡的抑制作用，提出一种新颖的减反射区结构，这种结构包含一段偏折波导吸收区和一段透明窗口区．本文描述的设计及模拟结果表明：在长度相同的情况下，通过适当选择几何参数，这种结构较单一的一段偏折波导吸收区或透明窗口区，能得到更小的有效反射率，约小一到两个量级．     

基于有限差分的大角度交叉波导光束传输法

采用有限差分光束传输法(FDBPM)分析光波在大角度交叉区域的传输过程,利用pad近似解决大角度传输问题;利用透明边界条件弥补边界光波反射现象,通过追赶法编程计算有限差分方程组,得到在一定光波导结构条件下传输损耗与交叉角度之间的关系。在此基础上,利用低压化学气相沉积技术在硅衬底上制作了二氧化硅交叉波导结构,实验结果表明有限差分光束传输法在分析大角度交叉时具有比较高的计算精度。     

阵列波导光栅复用器优化设计的数值计算

阵列波导光栅(AWG)复用／解复用器的优化设计计算是集成光波导器件设计计算中的难点．文章应用AWG光信号传输特性和光栅方程，提出了AWG组成部分输入／输出波导、阵列波导、平板波导相关参数及阵列波导结构优化设计的数值计算方法，给出了具体的计算数值；该计算方法解决了AWG复用器优化设计计算的问题，为进一步建立AWG的计算机辅助设计提供了基础．     

射频激励“Z”折叠部分波导CO2 激光器研究

文中研究了射频激励“Z”折叠部分波导CO2激光器，比较了普通波导折叠与部分波导折叠的结构特点。采用等效的第二类波导谐振腔，在总增益长度129cm，230W注入功率情况下，获得了最高23．5W的基模激光输出。     

增益导引(1×10)列阵波导CO_2激光器的实验研究

1 引言 列阵波导激光器的发展旨在提高激光功率的同时使器件的几何尺寸更加紧凑。以往的实验表明,空心脊波导结构在三列阵以上时便难以获得波导间相位的完全锁定,而交叉波导结构除外加相移波片外,也只能获得反对称模输出。 本文报告一种新结构的列阵波导CO_2激光器。其基本思想与增益导引半导体激光器列阵是一样的,即在波导中通过空间上为周期分布的增益区来获得列阵激光束,由相邻光束间辐射场的耦合来实现相位的同步锁定。     

一个集成光波导器件计算机辅助分析系统及其应用

本文介绍一个集成光波导器件计算机辅助分析与设计系统──ＩＯＣＡＤ，该软件采用标量单向束传播方法及快速傅立叶交换技术，具有波导结构输入简单、菜单提示全面、使用方便、功能强、速度快等特点，只要分析参数适当，ＩＯＣＡＤ具有足够精度．ＩＯＣＡＤ可对满足ＢＰＭ适用条件的多种折射率分布的任何结构的波导器件进行模拟分析．本文同时给出几个模拟实例．     

基于阵列波导光栅波分复用器的光交叉连接技术

分析了基于阵列波导光栅波分复用器的复用、解复用、波长路由功能的空间交换和波长交换光交叉连接节点的结构及其特点;由阵列波导光栅波分复用器输入与输出的矩阵变换关系,确定了空间交换和波长交换光交叉连接节点的波长路由关系,为实现节点波长传输路由的监控和管理提供了有效途径。     

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.