宾主效应原理测试液晶分子电控倾角

液晶分子的预倾角测试技术对研究液晶器件电光特性十分重要,现有的晶体旋转法不适合测试20°￣70°之间的倾角,本文提出一种利用宾主效应原理测试液晶分子电控倾角的实验方法。推导出液晶盒中液晶分子倾角与透射光强的关系式,制备出加二色性染料液晶盒,对样品施加电场,观测液晶盒电光特性。对实验结果进行分析,认为该实验方法对于测试15°￣75°之间的液晶分子电控倾角具有一定的可行性。     

一种用于液晶分子取向排列的紫外光聚合物PV4研究

研究了紫外光聚合物材料ＰＶ４的化学性质;采用偏光显微照相技术,研究厂这种材料膜对液晶ＬＣ－６７１０Ａ的取向能力;用原子力显微镜（ＡＦＭ）,研究了光聚合前后聚合物取向膜微观形貌的变化;测最了这种材料引起的液晶预倾角、单面光控取向层扭曲向列液晶显示器件（ＴＮ－ＬＣＤ）的电光特性和时间响应特性;分析了液晶分子取向排列的机理。     

850/1550nm智能集成分波光开关的理论设计

理论分析和设计了一种用于850和1550nm两个光通信窗口的、集波长信号分离和光开关功能于一体的智能集成分波光开关,并将弧形结构全内反射面用于该集成结构中.基于Si基半导体SiGe合金材料的等离子体色散效应,对该结构智能集成分波光开关的串音、损耗、消光比等特性进行了分析和模拟计算.计算得到,作为光开关时器件的平均串音、插入损耗和消光比分别为-19,1.3和21dB,作为分波器时平均串音和插入损耗分别为-11和1.1dB.设计结果表明,该集成器件不仅能够实现850和1550nm两种波长光信号的开关,而且还能对这两种波长的光信号进行分离,是一种有前途的智能化集成分波光开关.     

850/1550nm智能集成分波光开关的理论设计

理论分析和设计了一种用于850和1550nm两个光通信窗口的、集波长信号分离和光开关功能于一体的智能集成分波光开关,并将弧形结构全内反射面用于该集成结构中.基于Si基半导体SiGe合金材料的等离子体色散效应,对该结构智能集成分波光开关的串音、损耗、消光比等特性进行了分析和模拟计算.计算得到,作为光开关时器件的平均串音、插入损耗和消光比分别为-19,1.3和21dB,作为分波器时平均串音和插入损耗分别为-11和1.1dB.设计结果表明,该集成器件不仅能够实现850和1550nm两种波长光信号的开关,而且还能对这两种波长的光信号进行分离,是一种有前途的智能化集成分波光开关.     

850/1550nm智能集成分波光开关的理论设计

理论分析和设计了一种用于850和1550nm两个光通信窗口的、集波长信号分离和光开关功能于一体的智能集成分波光开关，并将弧形结构全内反射面用于该集成结构中. 基于Si基半导体SiGe合金材料的等离子体色散效应，对该结构智能集成分波光开关的串音、损耗、消光比等特性进行了分析和模拟计算. 计算得到，作为光开关时器件的平均串音、插入损耗和消光比分别为-19, 1.3和21dB，作为分波器时平均串音和插入损耗分别为-11和1.1dB. 设计结果表明，该集成器件不仅能够实现850和1550nm两种波长光信号的开关，而且还能对这两种波长的光信号进行分离，是一种有前途的智能化集成分波光开关.     

聚合物分散液晶膜的弯曲散射偏光效应

实验制备了聚合物分散液晶(PDLC)电控调光膜样品 。测试结果表明,样品散射雾度90%以上;施加电场透明透光率接近 80%;施加弯曲应力半透明最大透光率30%以上。分析了样品施加应力 后出现的弯 曲散射偏光现象,弯曲应力导致双极构型的双极连线有沿弯曲方向的大致沿面取向,使 得液晶 微滴中液晶分子有沿面大致取向,导致液晶微滴的折射率沿弯曲方向与聚合物折射率差别大 造成光散射,而沿垂直弯曲方向与聚合物折射率相等造成光透射。     

宾主型液晶器件光阀的特性研究

针对特殊场合下的光阀应用,提出了加入手性材料的垂直取向的宾主液晶器件工作模式,模拟了该模式下的宾主型液晶盒的指向矢分布和电光特性,研究了液晶分子的预倾角、扭曲角、二色性染料的吸收率对透过率的影响,从而验证了该模式下宾主型液晶器件做为满足要求光阀的可行性,并为其进一步实用化打下良好理论基础.     

基于两次衰减全反射结构的电光开关的研究

为了进一步提高电光开关的消光比,利用双面金属包覆波导激发的高阶导模是导波层折射率的灵敏函数这一特性,采用同一入射光束在波导中实现二次衰减全反射的方法,设计了一种快速响应的聚合物波导电光开关,并进行了理论分析和实验验证.得到该器件的消光比高达38dB,开关的响应时间低于110ns.结果表明,该电光开光器件具有动态范围大、驱动电压低、响应速率快、插入损耗小、器件稳定性能高以及制备工艺简单等诸多特点.这一结果对光互联、集成光路以及无线光通信等领域的应用是有帮助的.     

2×2有机聚合物的全内反射型热光光开关

利用有机聚合物材料的负性热光效应 ,设计并研制成功了 2× 2全内反射型光开关。所研制的无阻塞 2× 2光开关 ,具有 >2 7dB的消光比 ,全内反射状态下 ,器件驱动功率约为 132mW (驱动电压约 3V×驱动电流约 4 4mA) ,这一驱动功率值可以降至 5 0～ 6 0mW ,同时给出器件插入损耗的测试结果。     

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。     

2 × 2 optical waveguide matrix switch using nematic liquid crystal

A 2 × 2 nonblocking optical matrix switch, composed of four elemental switches formed in a slab waveguide, is described. Switching action is based on total internal reflection caused by an electrically controlled change in refractive index of the liquid crystal. Propagation loss was remarkably reduced to 2.3 dB/cm, both by using liquid crystal as a cladding layer and by operating at the 1.31 μm wavelength. The experimental matrix switch exhibited 7.3-7.7 dB insertion loss, -17.3 to -18.2 dB crosstalk, and a 14° switching angle.     

Hybrid Integrated Cascaded 2-bit Electrooptic Digital Optical Switches (DOSs)

Hybrid integrated cascaded 1 times 4 electrooptic (EO) polymeric digital optical switches (DOSs) are proposed and demonstrated. The hybrid integration of passive polymer on the same chip with EO polymer can lower the overall device loss without affecting the EO effects. The cascaded DOS can be controlled by only two voltage signal sources without bias stabling mechanism. The device can be operated as a 2-bit reconfigurable switch. The switching voltage is around 15 V for single arm driving with reasonable extinction ratio (9~12 dB) and the loss is improved by ~2.5 dB. This device is ideal for implementing variable optical delay network     

1×2 optical switch for WDM transmission systems

A 1×2 optical switch, which also functions as wavelength demultiplexer, is designed and experimentally fabricated utilising a phase plate and a twisted nematic liquid crystal. Measured insertion loss, crosstalk attenuation, and transit time are <1.5 dB, >17.6 dB, and <80 ms, respectively     

光子晶体波导可调光衰减器

提出一种直接用光子晶体(PC)波导实现的新型可调光衰减器(VOA)。基于填充液晶的光子晶体方向带隙的可调节性,通过调节液晶指向矢的旋转角实现对光子晶体波导衰减量进行控制。采用时域有限差分法(FDTD)对其原理和结构参量进行了分析。数值模拟结果表明,随着液晶旋转角从0°～90°改变,填充液晶的光子晶体波导可以实现光通量在0.5～25.4dB的动态衰减,它插入到普通光子晶体波导之间的额外损耗只有0.2dB,尺寸仅为微米量级。     

A rearrangeable multichannel free-space optical switch based onmultistage network configuration

A rearrangeable 128×128-channel optical switch based on a multistage network configuration is demonstrated. The properties of optical components required for achieving up to 1000×1000-channel switches are discussed, taking into account the diffraction limit and liquid crystal light modulator (LCLM) crosstalk. An examination of the insertion loss and crosstalk properties of the switch reveals an average loss and crosstalk of 7.9 and -21.2 dB, respectively, and worst-case loss and crosstalk of 11.0 and -12.8 dB, respectively. Such low-loss and low-crosstalk properties indicate that the proposed switch structure is suitable for a large-scale rearrangeable switch     

一种基于微流控技术的光开关阵列设计与研制

提出一种基于微流控技术的二维电光开关阵列装置,其基本形式为"储气层+波导层+储液层"的结构。通过气压与电润湿效应双重作用实现对光开关单元中液柱高度的控制,从而控制光路中光束的全透射和全反射以实现光的"开"和"关"。讨论了光开关的工作电压、插损和响应时间等参数。研制结果表明,该结构具有体积小、结构简单、功耗低、能实现集成化和微型化制作的特点。     

Prototype 32×32 optical switch matrix

A 32×32 optical switch matrix with a banyan network architecture is demonstrated using a Ti:LiNbO₃ waveguide. The switching voltage was 24 V and extinction ratio averaged -18 dB. The prototype device showed path dependent insertion loss deviation of 10 dB. The device can be used as a building block for many functional optical switch matrices     

基于Fabry-Perot结构的可调波长选择光开关

本文提出波长选择光开关的概念,首次研制出一个基于Fabry-Perot结构的可调波长选择光开关,该开关为2×2光纤端口,每个端口携带N个波长,工作时可以选1个或多个波长,插入损耗小于3dB,波长调谐范围10nm,调谐机构为一对多层三明治结构的压电陶瓷,具有驱动电压低,小于5V的驱动电压可以达到3.3nm的调谐,最大开关时间为1毫秒,开关比优于30dB.最后还分析了其基本透射与反射光谱性能,并讨论其对光通信、光交换网络产生的重要应用价值.     

A high-speed low-voltage stress-induced micromachined 2×2optical switch

A low-voltage electrostatically actuated 2×2 fiber optic switch is achieved using a stress-induced curved polysilicon actuator. The curved polysilicon beam substantially lowers the electrostatic operating voltage of the switch. Large mirror displacement (300 μm) and low operating voltage (20 V) are obtained simultaneously. Sub-millisecond switching time (<600 μs), low optical insertion loss (0.7 dB), and small polarization-dependent loss (0.09 dB) have been achieved     

基于波状PN结的低驱动电压电光调制器

本文研究了一种基于波状PN结的低驱动电压电光调制器,该器件在光通信系统中可以获得较高的传输效率和较低的传输损耗。器件主要由光子晶体线缺陷波导和谐振腔组成。在光子晶体平板上下侧分别添加反向偏置电压,同时在波导中心区域引入谐振腔,通过在谐振腔区域添加不同浓度的掺杂,从而在线缺陷波导处形成波状PN结。根据等离子色散效应,在光子晶体两边施加反向偏置电压时会引起掺杂区硅基平板折射率的变化,从而导致光的透射率发生改变,以此达到调制的目的。采用时域有限差分法(FDTD)分析其时域稳态场强分布、模场分布和波状PN结参数对驱动电压的影响,结果表明:在驱动电压为1.04 V时,该器件可以实现中心波长为1 584.5 nm的TE模窄带宽通、断调制,且器件的消光比高达30.8 dB,插入损耗仅有0.5 dB,Q值高达1.4×10^4。