与偏振无关的双向3×3光开关结构设计

利用传统成熟的偏振控制技术，设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器、反射镜和四分之一波片构成的3×3光开关。该光开关具有结构紧凑规整、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。根据其路由控制表对该3×3光开关交换模块功能的实现进行了分析，结果表明，通过对各相位型空间光调制器状态的调整，控制通过其信号光的偏振态，完成信号光的路由，该交换模块可以完成输入信号光的全排列无阻塞输出与交换。同时，该交换模块具有一定的扩容和重构能力，对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。     

与偏振无关双向2×2和4×4自由空间光开关

利用成熟的偏振控制技术,设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器和反射镜构成的2×2光开关,该光开关所用器件少,具有结构简单紧凑、控制灵活方便、功能实现与信号光的偏振态无关以及可以双向交换等特点;在此基础上通过2×2光开关的串连,设计了一种与偏振无关的双向4×4光开关的实验模块,根据其路由选择与控制方法,得到了4×4光开关实现信号光全排列无阻塞输出与交换对应的路由状态表,并对该实验模块的功能实现进行了详细的分析与讨论。     

与偏振无关的双向3×3光开关结构设计

利用传统成熟的偏振控制技术,设计了一种由偏振光分束器、相位型空间光调制器、反射镜和四分之一波片构成的3×3光开关。该光开关具有结构紧凑规整、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。根据其路由控制表对该3×3光开关交换模块功能的实现进行了分析,结果表明,通过对各相位型空间光调制器状态的调整,控制通过其信号光的偏振态,完成信号光的路由,该交换模块可以完成输入信号光的全排列无阻塞输出与交换。同时,该交换模块具有一定的扩容和重构能力,对于构建大规模的交换矩阵具有一定的作用。     

光互连网络中四功能交换开关研究

由节点开关单元按照一定的连接规则所构成的光互连网络,在全光通信和光信息处理中具有重要的应用。基于节点开关一般实现光信号的直通和交换功能的特点,利用成熟的偏振光控制技术,通过位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制,完成信号的路由和开关动作,从而设计出具有直通、交换、上播和下播功能的节点交换开关。与传统设计思想相比,该方法不仅能够充分利用信号光的能量,有效的减少光能量的损耗,而且还具有与偏振无关等特点。该四功能交换开关,对于优化和拓展光互连网络的结构和功能具有一定的意义。     

与偏振无关的1×4光开关

提出了一种基于折射棱镜与偏振无关的 1×4 光开关的设计及应用,主要介绍了该器件的结构、原理及误差分析,该器件采用一个单光纤准直器和两个双光纤准直器对光路进行耦合,并利用继电器带动折射棱镜灵活切换光路。该器件主要用于光网络系统之间的互联和光网络的保护、备份上,实验结果表明具有体积小、插损低、可靠性好等特点。     

具有单一复合调制区的多模干涉效应耦合器1×3光开关的分析

基于多模干涉自映像原理，分析了一种仅含一个复合调制区的1×3光开关。该开关处于不同工作状态时，调制臂上所加相位调制量之间存在倍数关系，于是可将调制臂上的相移器组合成一个复合调制区，通过连续改变复合调制区的折射率变化量，因此可以将来自任一输入端的光场轮流切换到任意输出端口。以Al0.07，Ga0.93As／GaAs脊形波导结构为例，采用BEAMPROP软件，对该开关进行了优化和理论验证。消光比高达30．3dB；相邻通道之间的串扰低于-29．8dB；在1．31μm工作波长处约50nin的波谱范围内，串扰低于-20dB。该结构可简化传统多通道开关的调制方法，降低外加控制方法的复杂程度。     

行波电极偏振无关干涉型光开关

提出并实现了一种Ｘ切ＬｉＮｂＯ３上的行波电极偏振无关干涉型光开关。达到的指标为：串间地－１４ｄＢ，偏振无关的开关电压为１９Ｖ，带宽达到６ＧＨｚ以上。进一步减小定向耦合器部分中光波导间距的分级步距，串音可达到－２０ｄＢ以下 。     

4×4自由空间光开关结构及其矩阵分析

光开关是全光通信网络中的一种重要的光无源器件。提出了一种4×4自由空间光开关的结构设计方法,并进行了矩阵理论分析。该4×4光开关具有新颖的光模块化结构,该光开关结构仅由偏振分束组合棱镜,λ／4波片,λ／2波片,直角棱镜,全反镜和偏振光调制器组成,对光开关的控制与输入光束的偏振态无关。所有的输出端口可以和输入端口无阻塞地互连交换。这种新型的光开关结构具有光学元件少,结构紧凑,模块化,与偏振无关的特点。基于4×4光开关的矩阵分析得到了路由控制表,为4×4光开关从任意输人端口到任意输出端口的路由控制状态提供了理论分析手段,从而可以方便地实现无阻塞地光交换开关矩阵的路由控制功能。     

MEMS与MEMS光开关

微机电系统(MEMS)技术是一种新型制造技术,在光通信的发展中得到广泛的应用,有极大的市场价值.在整个光通信中,光开关是较为重要的光无源器件,在光网络系统中可对光信号进行选择性操作.随着光通信的日益发展,对光开关的技术要求也日益提高,利用MEMS技术制作的新型光开关具有体积小、重量轻、能耗低、集成化程度高等特点,从而日益成为研究的热点.本文简单介绍了MEMS技术和其主要特点,并较详细地阐述了MEMS技术在光通信中的应用,以及MEMS光开关的结构、发展趋势和目前存在的主要问题.     

与偏振无关光隔离器的插入损耗和隔离度的理论分析与实验研究

在理论上用琼斯矩阵法得到了与偏振无关的Walk－off型光隔离器的插入损耗及反向隔离度的表达式，讨论了偏振分束器、法拉第旋转器、1／2波片的参数对其性能的影响。作者设计制作的光隔离器光纤到光纤的插入损耗为1.46dB，隔离度为34．2dB，外型尺寸为13×10×46mm3。     

Optical computation based on nonlinear total reflectional optical switch at the interface

A new scheme of binary half adder and full adder is proposed. It realizes a kind of all-optical computation which is based on the polarization coding technique and the nonlinear total reflectional optical switches.      

Beam Steering Type of 1 : 4 Optical Switch Using Thermo-Optic Effect

We propose a beam steering type optical switch employing a phase shifter. It consists of collimating waveguide mirrors, an arrayed-waveguide which has deep trenches incorporating polymer materials, and input/output waveguides. The incident light is guided to the front mirror, where it is then collimated, and input to the arrayed waveguide. The number of trenches filled with polymer linearly increases in order. The refractive index of the polymer can be controlled with temperature, and the propagation direction of the output light from the arrayed waveguide can also be controlled. A switch with 15 waveguides in the array has been fabricated. The chip size is about 2:5 × 9:0 mm², the insertion loss is 10 dB, and the extinction ratio is about 10–13 dB.     

全光数字光开关和光限幅器

分析了级联单端输入非线性光波导耦合器的输出特性。理论分析表明这类器件具有极好的开关、限幅以及稳定光功率的特性。调整耦合器的耦合长度,可改变开关的阈值功率和限幅器的门限,且随着级联耦合器数目的增加,开关的动态开关区、消光比以及输出功率的起伏下降。数值分析表明,级联耦合器作为全光开关,消光比可小于－９０ｄＢ,动态开关区可小于３×１０－４Ｐｃ;作为光功率稳定器和光学限幅器,其输出光功率起伏可小于１０－７Ｐｃ。     

Free-Space Optical Crossbar-Switches for Self-Routing and Strictly Nonblocking Networks

A space-division multiplexing switch was fabricated without precise alignments using electro-photonic multichip module technologies. Design rules and fabrication processes for the switch are described. Experiments show the switch has capacity for 1-Gigabit-per-second data transmission.     

GaAs1×4Mach－Zehnder型光开关列阵研究

采用非对称Ｘ结耦合器设计并研制了ＧａＡｓ１×４Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ型光开关列阵。简述了非对称Ｘ结和相应的光开关列阵的工作原理及器件的设计和制作过程。在波长为１．１５μｍ的光波下测量单元器件，得到了小于－２０ｄＢ的串音和小于１２Ｖ的开关电压，器件的光波导传输损耗约为７ｄＢ／ｃｍ。文中最后分析了导致器件中串音和损耗的各因素，并提出了可能的改进方法