光互连模块中偶数大点阵64×64位相计算全息光栅的简化设计和分析

采用简化的综合设计方法，对偶数大点阵位相计算全息光栅进行了优化设计和分析，实验上研制出用于光互连模块的６４×６４大点阵位相计算全息光栅分束器，优化设计一维衍射效率为８０．１％，光强不均匀性小于０．３％。     

大规模并行处理器阵列中的光纤互连网络

详细介绍了具有６４×６４Ｉ／Ｏ通道的光纤互连网络的设计原理、结构、制作技术和实验结果。此网络应用在两个并行处理器阵列之间，具有可重构功能，实验结果验证了光纤互连的优越性和可行性。     

全交叉互连的模拟实现

采用互连矩阵对全交叉网络的互连函数进行了模拟计算,计算结果与实验吻合。从而为验证光学全交叉网络的实验结果以及模拟实现全交叉网络的互连函数提供了理论依据。     

光寻址2×2光学开关及3－D集成光学蝶形互连网络的实现

在光学多级互连网络的实现中，光学２×２开关的构造是至关重要的。本文介绍一种构成光寻址２×２光学开关的方法，该方法是在方解石晶体的双折射性质的基础上，利用普克尔斯只读光调制器（ＰＲＯＭ）来控制入射光的偏振态，从而实现光寻址２×２光学开关，这种开关具有许多优点，并且可以在３－Ｄ方向堆栈集成。利用该开关可以很方便地实现３－Ｄ集成的蝶形互连网络     

Dammann光栅在光互连中的应用

本文将Ｄａｍｍａｎｎ光栅［１，２］应用于光互连，提出了用Ｄａｍｍａｎｎ光栅实现完全混洗的方法．一个２×２的Ｄａｍｍａｎｎ光栅与一个成像透镜的组合，具有与四焦点透镜类似的成像作用．像面上，像的位置与Ｄａｍｍａｎｎ光栅的位置有关，适当选择光栅的位置可以实现不同元素数目及不同元素密度的完全混洗．本文给出了有关的理论推导及实验结果．     

一种新型光交叉连接器的设计

由于光交叉连接器(OXC)在密集波分复用(DWDM)网络中起关键作用，文中提出一种采用双向环行器的新型光交叉连接器设计方案。其基本结构由一个双向环行器与一个光纤布拉格光栅(FBG)组成，构成一个2×2光交叉连接器，再根据这一基本结构设计出可满足实际需要的N×N光交叉连接器。此方法具有结构简单、体积小、价格便宜及所需环行器数量少(比传统的少67％) 等优点。最后，把新型光交叉连接器的插入损耗与传统结构连接器的插入损耗进行了比较。仿真结果表明，新结构比传统结构具有更小的插入损耗。     

光互连Omega网络与全交叉网络拓扑等价的多样性

本文对互连网络拓朴等价的分析方法作了简单评述,并采用互连网络拓朴等价的图分析法分析了自由空间光学互连Omega网络与全交叉网络的拓朴等价及其多样性,拓展了Omega网络在通信交换、数字光计算以及并行多处理机系统的潜在应用。     

基于光互连全交叉网络的快速傅里叶变换并行计算

本文提出了利用全交叉互连函数实现快速傅里叶变换(FFT)的并行算法。采用现有的电子处理单元通过自由空间光互连全交叉网络构成光电混合型单指令流多数据流(SIMD)计算机系统将是实现这一并行算法的有效体系结构。     

用作光学蝶互边网络的全息互连光栅的研究

提出了利用平面倾斜条纹透射体全息光栅等光强的０级和１级衍射光实现蝶互连网络中的直连和交连。在红敏光致聚合物干版上面制备出了这种光栅互连器件，并给出了这种器件的设计原理和制备方法。     

光学全息方法实现2＊2自由空间交叉光互连

采用光学全息的方法制备互连元件（布喇格衍射型体积相位光栅）。当光束垂直入射该光栅时,只有0级透射光和＋1级衍射光,可以较容易地得到直连、交叉光束,实现2＊2交叉互连。     

用作光学蝶互连网络的全息互连光栅的研究

提出利用平面倾斜条纹（Ｓｌａｎｔｅｄ－ｆｒｉｎｇｅ）透射体全息光栅等光强的０级和１级衍射光实现蝶互连网络中的直连和交连。在红敏光致聚合物干版上制备出了这种光栅互连器件，并给出了这种器件的设计原理和制备方法     

光学全混洗网络互连函数的矩阵描述及其应用

采用自由空间光学互连技术实现的全混洗网络是数字光计算系统的基本互连网络,本文针对全混洗互连函数现有描述方法的不足,引入了描述全混洗互连函数的互连矩阵,并给出了全混洗网络互连矩阵的具体形式,为模拟或验证全混洗网络实验结果提供了理论依据。     

光纤光栅的压力传感特性研究

对聚合物封装的光纤光栅的压力敏感特性进行了实验研究,在10MPa的压力范围内,光纤光栅中心波长的相对变化与外界压力成良好的线性关系,由于聚合物基底的带动作用,两种不同聚合物封装的光纤光栅的压力灵敏度分别为-3.96×10^-5/MPa和-6.28×10^-5/MPa,提高为裸光栅的20倍和31.7倍。     

基于OFDR/WDM的光纤光栅传感网络研究

应用光频域反射复用技术与波分复用技术,解决了光纤光栅传感网络的寻址问题;使用可调谐滤波器,实现了复用信号的解调;具体地分析了光频域反射复用技术的基本原理,从理论上推算了系统的空间分辨率和测量范围,并进行了3×3光栅阵列传感网络的实验研究. 该方案充分利用了光信号的频率和波长信息,在光源功率足够大的前提下,显示出新设计的传感网络具有寻址和解调几百个光栅信号的潜在能力,在大型建筑设施分布式二维或三维应力监测中有很好的应用前景.     

光电混合MESH互连网络的研究

提出一种自由空间空分复用的光学MESH互连网络系统．该光学MESH互连网络系统是由N×4位相型计算全息傅里叶光栅分束器、高速多量子阱空间先调制器SEED器件和高速间接耦合光电探测器列阵组成,具有互连数大、数据通道同步性好、光学硬件少、系统简单等特性．     

全混洗交换Omega互连网络的光学实现

本文提出了一种由左、右全混洗和空间光开关列阵组成的等效Omega网络;成功地设计了一种实现全混洗互连的低损耗,等程的光学组合棱镜.由两块光学组合棱镜和空间光开关列阵组合成的光学系统实现了全混洗交换光学互连网络,该光学互连网络已在实验中得到了证实.     

高精度2×2阵列拼接光栅结构设计

 提出了一种大口径高精度2×2阵列光栅拼接结构,采用模块化和框架式结构设计,保证拼接结构的稳定性;设计了差动螺纹微调组件与压电驱动器相结合的微纳调整组件结构,实现拼接光栅微纳量级的调整要求;讨论了关键组件的设计和制造问题。设计制造的2×2阵列光栅实验样机的最大相对共面误差为17 μm,微纳调整组件的最小调整精度可以达到1.8 nm,分辨力为0.9 nm,初步光路实验表明,设计的拼接调整机构可以快速实时地调整2×2阵列光栅达到要求的精度,且稳定时间大于1 h。     

FBG温度传感器探头的封装设计方案

提出了一种基于FBG(布拉格光纤光栅)温度传感器封装的新设计方案。一个密闭的容器被活塞分成两部分,一部分充满水银,另一部分抽成真空,两个完全一样的布拉格光纤光栅分别安装在活塞两边。当温度发生变化时,通过水银的热胀冷缩推动活塞移动,把温度的变化通过水银热胀冷缩转换成对光纤光栅的拉力和压力。而光纤光栅和金属外壳本身的热胀冷缩对两段布拉格光栅的影响是相同的,基本上可以相互抵消,因此,消除了温度和应力交叉敏感的问题。另外,理论分析表明该布拉格光纤光栅传感头的温度灵敏度可以达到2.83×10-4/℃。     

光折变多重体光栅的制作及应用

根据光折变多重体光栅的滤波原理,在10×10×10 mm3的LiNbO3∶Fe晶体中利用循环曝光法写入了光栅波矢夹角为0.037°且衍射效率均衡的8重体光栅,实验上证实了光写入多重光折变体光栅应用于波分复用系统的可行性.利用LiNbO3∶Fe晶体制作了一个原理性双通道波分复用器,成功地实现了对相同方向入射的波长分别为635 nm和650 nm的两束光的有效分离,并根据布喇格条件,将光折变体光栅应用于光波波长的测量,测量精度可达10 pm量级.     

光纤光栅电流传感器

基于悬臂梁技术 ,分析并验证了光纤光栅用于电流传感的可能性。采用等腰三角形悬臂梁确保光栅在传感过程中不出现啁啾现象 ,从而减小读数误差。系统传感灵敏度为 4 0 0× 10 - 2 nm A ,与预期值 4 15× 10 - 2 nm A基本吻合。