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聚合物光歐瑪爾OMAL開關(guān)/光路由的優(yōu)化設(shè)計(jì) 
電光OMAL開關(guān)和光路由在光通信系統(tǒng)中具有重要作用，是人們目前的研究熱點(diǎn)。微環(huán)諧振器具有結(jié)構(gòu)緊湊、容易集成等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。另外，極化聚合物材料具有電光系數(shù)高、響應(yīng)速度快、折射率易控制、制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于光OMAL開關(guān)和光調(diào)制器。

聚合物光歐瑪爾OMAL開關(guān)/光路由的優(yōu)化設(shè)計(jì) 
綜合利用微環(huán)諧振器和聚合物材料的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了具有箱型響應(yīng)輸出光譜的微環(huán)電光OMAL開關(guān)和無源-光路由，并研制了光OMAL開關(guān)的動(dòng)/靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下：優(yōu)化設(shè)計(jì)了交叉耦合單組單環(huán)電光OMAL開關(guān)、單組七環(huán)電光OMAL開關(guān)、單組2N+1環(huán)電光OMAL開關(guān)、雙組2N+1環(huán)電光OMAL開關(guān)。首先，設(shè)計(jì)了交叉耦合單組單環(huán)電光OMAL開關(guān)，優(yōu)化了芯層尺寸，分析了其光譜特性和OMAL開關(guān)特性。其次，為了獲得具有箱型響應(yīng)輸出光譜的電光OMAL開關(guān)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了單組七環(huán)電光OMAL開關(guān)和單組2N+1環(huán)電光OMAL開關(guān)，研究了該類電光OMAL開關(guān)特性與N的關(guān)系。結(jié)果表明，當(dāng)微環(huán)波導(dǎo)與信道波導(dǎo)耦合間距為0.14，微環(huán)波導(dǎo)與微環(huán)波導(dǎo)耦合間距為0.68時(shí)，電光OMAL開關(guān)的串?dāng)_和插入損耗幾乎zui小。在through態(tài)下，為了使串?dāng)_低于－30dB，施加的OMAL開關(guān)電壓與N的關(guān)系應(yīng)為7.19×exp(N/0.72)+1.72(V)。為了使器件的插入損耗降低到10dB以下，N應(yīng)取1~10。在不施加OMAL開關(guān)電壓(drop狀態(tài))和施加OMAL開關(guān)電壓(through狀態(tài))兩種情況下，分析了十種器件的插入損耗和串?dāng)_。drop狀態(tài)下，10種器件的串?dāng)_小于－19.5dB，插入損耗小于9.715dB；through狀態(tài)下，10種器件的串?dāng)_小于－28.7dB，插入損耗小于1.573dB。該類電光OMAL開關(guān)的結(jié)構(gòu)緊湊，其平面尺寸僅為0.331.06mm2。zui后，優(yōu)化設(shè)計(jì)了雙組2N+1環(huán)電光OMAL開關(guān)，其輸出光譜響應(yīng)仍然呈箱型，當(dāng)N取1~5時(shí)，through狀態(tài)下，五種器件的插入損耗幾乎相等，約為0.24dB，串?dāng)_從－28.2dB降低到－134.2dB；在drop狀態(tài)下，五種器件插入損耗從1.40dB增加到5.12dB，串?dāng)_先減小后增加，變化范圍為－51dB到－103dB。設(shè)計(jì)了具有多波長(zhǎng)路由功能的無源光路由器件。首先，為了保證單模傳輸、低損耗以及信道波導(dǎo)和微環(huán)波導(dǎo)相速率匹配，優(yōu)化設(shè)計(jì)了交叉耦合雙環(huán)諧振結(jié)構(gòu)的基本路由單元。采用四組基本路由單元構(gòu)建了單級(jí)四端口光路由器件，該器件具有12種I/O路由鏈路，能夠?qū)?個(gè)信道波長(zhǎng)進(jìn)行定點(diǎn)路由；各鏈路的插入損耗范圍為0.02~0.61dB，各鏈路的ON端口和其他OFF端口之間的zui大串?dāng)_小于－39dB；其平面尺寸約為0.13mm2。為了對(duì)更多的信道波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)路由功能，構(gòu)建了N級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的四端口光路由器，該器件可路由3N個(gè)信道波長(zhǎng)。zui后，采用八組雙環(huán)諧振單元，設(shè)計(jì)了單級(jí)五端口無源光路由器件，它可對(duì)4個(gè)信道波長(zhǎng)進(jìn)行定點(diǎn)路由，各路由鏈路的插入損耗為0.03~0.62dB，各鏈路ON端口和其他OFF端口的zui大串?dāng)_小于－39dB。同時(shí)，設(shè)計(jì)了可路由4N個(gè)信道波長(zhǎng)的級(jí)聯(lián)五端口光路由。研制了光OMAL開關(guān)動(dòng)/靜態(tài)性能的測(cè)試系統(tǒng)。為了測(cè)試光OMAL開關(guān)的性能，采用ARM7處理器和InGaAs光電探測(cè)器，設(shè)計(jì)并研制了光OMAL開關(guān)動(dòng)態(tài)/靜態(tài)測(cè)試系統(tǒng)。光功率計(jì)由光電探測(cè)器、前置放大器、信號(hào)調(diào)理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、主控制器、液晶顯示器等構(gòu)成。用商用光功率計(jì)對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)定，零點(diǎn)漂移小于0.5dBm。作為對(duì)比，利用自主研制的光功率計(jì)和商用光功率計(jì)分別測(cè)試了光OMAL開關(guān)某端口的輸出光功率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種情況下測(cè)量結(jié)果基本吻合。這表明，該測(cè)試系統(tǒng)具有良好的性能，可滿足實(shí)際測(cè)試需要。鎖相放大器包括光電探測(cè)器、前置放大器、信號(hào)調(diào)理器、參考信號(hào)發(fā)生器、AD630乘法器、低通濾波器、加法器、采樣保持器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，提取信號(hào)幅值誤差小于5%。依靠較小的體積和較高的性價(jià)比，該系統(tǒng)為光OMAL開關(guān)的性能監(jiān)測(cè)提供了解決方案。創(chuàng)新點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)了交叉耦合單組、雙組2N+1環(huán)電光OMAL開關(guān)，分析了該類器件的OMAL開關(guān)特性與N的關(guān)系。當(dāng)N取適當(dāng)值時(shí)，器件輸出的非諧振光被抑制，其輸出光譜響應(yīng)成箱型，同時(shí)可獲得較低的插入損耗和串?dāng)_。優(yōu)化設(shè)計(jì)并模擬了基于聚合物材料的單級(jí)四、五端口無源光路由器件；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了具有N級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的四、五端口無源光路由，二者可分別路由3N、4N個(gè)信道波長(zhǎng)，從而可實(shí)現(xiàn)寬光譜信號(hào)的定點(diǎn)路由功能。

聚合物光歐瑪爾OMAL開關(guān)/光路由的優(yōu)化設(shè)計(jì) 
研制了用于測(cè)試光OMAL開關(guān)靜/動(dòng)態(tài)性能的光功率計(jì)和鎖相放大器，并利用自主研制的光功率計(jì)和商用光功率計(jì)同時(shí)對(duì)制備的光OMAL開關(guān)性能做了測(cè)試，二者呈現(xiàn)出較好的*性。該系統(tǒng)為光OMAL開關(guān)的性能測(cè)試提供了解決方案。