微流控矩阵光开关

通常一种光开关只适用于一个特定的较窄领域。文章提出了一种基于介质上电润湿驱动技术的微流控矩阵光开关,可较广泛地应用于光通信和光电子系统中,并且结构简单、操作方便、偏振无关,易集成大型矩阵开关。文章给出了矩阵光开关的结构和工作原理,并设计了矩阵驱动电路。光开关的工作电压为58 V。研究结果表明:此矩阵光开关从“开”到“关”和从“关”到“开”的响应时间分别为120和100 ms;其插入损耗为0.26 dB,远比一般矩阵光开关低;消光比大,为139.7 dB。此外,文章给出了两种应用方案:光电显示器和多光束阵列开关。该课题的工作可为大型可集成矩阵光开关提供新的思路,并可促进微流控光学在光电子系统中的应用。

微流控光脉冲调制器

为了解决常见光调制器偏振依赖或结构复杂的问题,本文基于微流控光学提出一种可控光脉冲调制器。利用基于T形结产生的离散液滴和全反射原理的微流控光开关,将连续光变换成数字脉冲信号,并通过调节液滴的长度和生成速率调制光脉冲的宽度和频率。所提微流控光脉冲调制器具有结构简单、插入损耗低、消光比高、易集成的优点。微流控光脉冲调制器的流场与光场特性被分析,结构被优化。研究结果显示:该光脉冲调制器的消光比为17.74 dB,插入损耗为0.49 dB。

气压驱动的N×N微流控光开关阵列

提出以一种2×2微流控光开关为单元的N×N光开关阵列,采用波导结构,利用微流控气压驱动技术和压电陶瓷阀来控制各个微流道内气体和液体的相对位置,实现开关阵列的光路选择和开关功能。同时给出N×N光开关阵列的部分阻塞型和完全无阻塞型两种拓扑结构,研究和讨论了N×N光开关阵列的最优路径和光传输特性,并进行结构优化。研究结果表明N×N光开关阵列的插入损耗和串扰远小于一般光开关阵列。对于1550 nm波长,其中4×4光开关阵列的插入损耗为0.28 dB~0.54 dB,最大串扰为-43.5 dB~-23.2 dB。该研究实现了微流控光开关阵列,解决了一般光开关阵列中普遍存在的插入损耗和串扰大的问题,具有阵列可控性好、偏振相关性损耗可忽略、宽波带(从可见光到近红外波段)的优点。