全光纤型磁光开关的设计

光开关是全光网络中的关键器件,主要用来实现光层的路由选择、波长选择和光交叉连接等功能。研制一种利用法拉第效应、光纤型偏振分/合束器、磁光晶体光纤高速磁场控制技术的全光纤磁光开关。这种微型的磁光开关具有开关速度快、结构简单、柔韧可弯曲和易于集成等特点。     

基于2×2光纤耦合器和磁流体薄膜的磁光开关理论与实验

提出一种基于2×2熔锥型光纤耦合器和磁流体薄膜的光纤磁光开关.理论分析和实验结果表明,当锥形耦合区外部磁流体薄膜折射率随外加磁场变化时,耦合器的输出光功率会发生相应的改变,可以实现光的开关功能.数值计算与实验测量结果基本一致,其开关隔离度大于26 dB.     

基于微流控技术新型光开关器件设计

首先介绍了较为常用的几种光开关的工作原理、特点和应用.描述了MEMS、MOEMS、微流控技术.以MOEMS及微流控技术相接合,提出一种新的微流控光开关阵列结构,通过电控方法改变微流控芯片波导结构,实现光路变化.该光开关具有体积小,结构简单,功率损耗低,有利于光开关阵列集成化、微型化及制作.以电控方式控制光开关,在开关速度上比温控更快、更稳定,且控制电路简单等特点易构成大容量交换矩阵.     

一种基于反射镜的2×2机械式光开关

研制出一种基于反射镜的 2× 2机械式光开关 ,介绍了该器件的结构、原理及影响重复性的因素 ,该器件采用两个双光纤准直器对光路进行耦合 ,利用继电器带动反射镜工作 ,能够灵活地改变光路 .该器件主要用于光交叉连接和光路信号上下载中 ,实验和测量结果表明具有插损低、可靠性好的特点 ,应用前景极其广泛 .     

双层局部非对称光栅的偏振无关宽带反射

为了满足光通信与传感系统发展对光反射器的偏振和带宽的性能要求,将局部非对称光栅与正交串联反射排布方式相结合,实现了具有超宽反射带宽的偏振无关反射.首先,基于局部非对称结构,在TM模式下使得光栅的四个泄露模式能够分布在更宽的光谱上,从而实现了反射率大于98%的宽达469 nm的单偏振超宽带反射.其次,利用正交串联排布方式90°的旋转对称性,设计形成双层光栅反射,在反射率大于97%时获得了492 nm的偏振无关宽带反射.最后,对串联光栅之间的间距进行了探讨,结果表明:非对称串联光栅不仅在大间距和特定的小间距下能够实现宽谱偏振无关的反射,考虑间距的改变,还可应用于光滤波器和光传感器等方面.     

基于VO_2相变可调制的复合结构异向介质的研究

设计了一种新颖的太赫兹频段的复合结构异向介质,并用仿真软件对其进行模拟研究.当十字叉结构有效长度发生改变时,复合异向介质的谐振频率也发生改变.这种改变是由于连在十字叉4个顶点的二氧化钒(VO2)薄膜桥的金属-绝缘相变导致的结果.模拟结果表明:该复合结构产生的双带谐振,而且这种结构的复合异向介质具有可调制性、频率灵敏性、容易制作和无偏振等特点.     

小型与偏振无关光隔离器的性能研究

在介绍小型与偏振无关光隔离器的结构和原理的基础上 ,分析了磁旋光器的旋光角和消光比 ,以及微角偏光分束镜的消光比对隔离器的插入损耗和隔离度的影响 .     

MEMS光开关静电驱动结构的研究

对MEMS光开关的悬臂驱动结构进行了设计,考虑到采用湿法腐蚀技术制作的微反射镜与设计尺寸偏差较大,会对光开关的性能产生一定影响,提出了一种扭臂和微反射镜相平行的光开关悬臂驱动结构,该种结构能够实现大面积微反射制作的同时,而不提高光开关的驱动电压,具有结构紧凑,便于集成的优点。采用该悬臂驱动结构,成功制作了8×8光开关阵列,单面微反射镜面积达到180μm×600μm,在65V的驱动电压下,能够实现微反射镜180μm的大位移。     

偏振失配对非线性光纤环镜微波光子开关的影响

基于考虑偏振态的耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅立叶法分析了控制光与信号光偏振失配对双耦合器非线性光纤环境(NOLM)微波光子开关性能的影响.研究表明,偏振失配造成NOLM输出信号强度波动,严重影响NOLM性能,尤其是在大调制带宽时NOLM对偏振失配极为敏感.偏振失配造成NOLM输出眼图和信噪比急剧恶化并导致较大的强度波动.     

基于半导体光放大器的双端口全光光开关

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的双端口全光光开关.这种开关以一个平行排列3×3耦合器作为其核心元件,具有类似于非线性光学环路镜(NOLM)和T比特光学非对称解复用器(TOAD)的结构.由于这种光开关是基于SOA的,所以它结构紧凑,易于集成,而且需要很小的控制光功率(几个mW).这种光开关具有两个开关端口,满足了一些特殊应用场合的需要.论文中给出了双端口全光开关的单脉冲2.5 Gb/s开关实验结果.实验结果表明,这种开关可以实现两个端口的开关光信号同时输出,开关消光比达到了20 dB以上.     

光纤拉曼放大器在单芯反馈式结构中的偏振相关性研究

本文围绕光纤拉曼放大器的偏振敏感性展开研究，从已有的拉曼放大器传输理论入手，基于拉曼增益系数和偏振相关系数，引入椭圆偏振光的椭圆率角和椭圆长轴方位角评判偏振态变化量，定义了基于拉曼开关增益的偏振相关增益波动系数评判拉曼偏振相关增益，然后分析了在单向泵浦和单芯反馈式结构中应用拉曼放大器前后的输出光偏振态变化情况，得到单芯反馈式结构中的工作光输出偏振态几乎不会发生改变的推论，并设计相关实验予以证明。实验结果证实了在单芯反馈式结构中工作光的输出偏振态基本不受拉曼增益影响，且工作光增益受偏振影响显著低于单向泵浦，即单芯反馈式结构中的拉曼增益对偏振敏感性低，增益更稳定。     

一种差动光栅空间光桥接器

提出了一种利用差动光栅实现空间光桥接器的方法,设计了可用于相干光探测系统的新型2×2的90°、2×2的180°和2×4的90°空间光桥接器,其中2×2的90°、180°空间光桥接器主要由差动光栅构成,2×4的90°空间光桥接器主要由差动光栅和偏振分束器构成,其具有体积小、重量轻和易于小型集成的优点,在激光相干通信和激光雷达领域有潜在应用。     

光栅光阀MEMS光开关系统设计

分析了光栅光阀(grating light valve,GLV)的光学特性,对GLV结构进行了计算机仿真。利用GLV在静电力驱动下具有较高的光学效率、快速的调制速率等优点,基于平行平板电容模型的GLV模拟算法,设计了光栅光阀1×2 MEMS(micro-electro-mechanical systems,微机电系统)光开关,经CoventorWare仿真表明,在1.55μm光波长正入射及给定GLV参数时,所设计的光开关1级衍射效率达到50%,开关时间为微秒级,并具有耐磨损、时间快、寿命长等特点。     

光的偏振与光矢量的相位及其方向的关系研究

研究光在介质中传播时,相位和偏振方向的关系及相位对光矢量指向的影响,表明相位与偏振方向无关,相位的变化对光矢量指向的影响能用相关公式进行处理.     

四进制差分偏振移位键控通信

提出一种在电域进行四进制差分编码的偏振移位键控通信系统,可克服单模光纤中光偏振态随机扰动对接收效果的影响.在光发射机中,通过差分编码使前后两个符号周期偏振状态差异与差分编码器的输入之间建立对应关系.在接收端,提取前后两个符号周期内光的斯托克斯矢量并将二者点乘,就能提取两个符号周期内偏振状态的差异,恢复发送序列.即使在不用动态偏振控制器情况下,点乘运算也能有效消除光偏振状态的随机扰动对系统性能的影响.     

基于电磁感应透明效应的超慢矢量光孤子

研究基于电磁感应透明效应的Λ-梯型五能级原子中的超慢矢量光孤子。利用多重尺度展开法导出探测光场的左旋和右旋偏振分量所遵循的耦合非线性薛定谔方程。通过选取合适的参数,使得系统产生的克尔非线性效应与群速度色散平衡,从而探测光场的两个偏振分量可形成稳定的时间矢量光孤子。该矢量光孤子传播的速度可降至10~(-5)c(c为真空中的光速),且所需输入的光功率低至微瓦量级。同时证明该系统可形成Manakov时间矢量光孤子。该研究结果对发展弱光非线性光学、设计弱光全光开关方面等具有一定的理论意义。     

在线式磁光隔离器的设计与分析

提出了一种新的与偏振无关的在线式磁光隔离器结构，给出了设计思想和工作原理．利用矩阵光学理论对磁光隔离器的正向插入损耗和反向隔离进行了分析．实验和理论分析表明该器件的性能良好．     

弧形波导全光开关的设计

在讨论比较两种三阶非线性波导全光开关基础上，提出弧形结构波导的全光开关设计，应用光束传播法给出了弧形波导全江开关的输入，输出开关特性以及设计结果。结果表明，弧形波导全光开关具有较低的开关功率，数值化多次开关特性，有着弱光非线性全光虎关的应用前景。     

扭曲向列液晶型宽带线偏振转换器的优化设计

提出了一种新颖的宽带线偏振转换器结构，该器件由两个扭曲向列液晶盒构成。宽带线偏振转换器能够在波长1200mm-1650nm范围内将线偏振光旋转。采用了穆勒矩阵计算液晶盒中偏振状态，并采用禁忌算法对液晶盒的结构参量进行优化设计。从庞加莱球模型描述模拟计算得到的结果中，可以看到这种线偏振转换器具有良好的宽带性。同时，器件具有结构简单，在液晶盒厚度，扭曲角等制作工艺方面具有良好的容差性等优点。宽带线偏振转换器对于设计宽带低串扰液晶光开关具有重要的意义。     

在线式磁光隔离器的设计与分析

提出了一种新的与偏振无关的在线式磁光隔离器结构，给出了设计思想和工作原理，利用矩阵光学理论对磁光隔离器的正向插入损耗和反间隔离进行了分析，实验和理论分的表明该器件的性能良好。