基于光开关阵列的灵活TWDM-PON系统研究

为了满足接入网日益增长的业务流量需求,解决当前因架构固定、资源维度有限而导致的不同无源光网络之间波长无法灵活分配的的问题,提出了一种将发射固定波长的激光器与光开关阵列组合的时分波分混合复用无源光网络结构。在这种新的系统结构中,下行波长资源被集中化处理,采用在局端配置光开关阵列的方法实现波长在不同网络之间的灵活调度,降低系统总体成本的同时能够用来解决负载平衡、流量“潮汐效应”、网络资源利用率低下等问题。通过理论分析和仿真实验验证了系统的可行性,得出该结构与传统无源光网络的兼容性、波长资源的共享性、系统低成本以及节能的特点。结果表明,在没有色散补偿的情况下,信号可以覆盖30 km的传输距离,同时服务512个用户。该研究可以为典型应用场景下的无源光网络部署提供参考。

一种大规模光开关阵列驱动控制电路设计方法

提出了一种大规模光开关阵列驱动控制电路的设计方法,创造性地使用FPGA控制数模转换器和高速开关实现了高电平、低电平可任意调节,通过方案整体设计、电路设计、软件设计相结合的方法,完整介绍了一种新型大规模光开关阵列驱动控制电路的设计原理。试验表明控制电路切换速度小于2 ns。

MEMS光开关阵列的设计与应用

针对如何缩短防空导弹系统反应时间的问题,设计了一种MEMS(micro electro mechanical system,微机电系统)光开关阵列,用于控制防空导弹系统各分系统模块之间的信号传输。该光开关阵列由8组双层静电梳齿结构的光开关组成,每组光开关均控制一个防空导弹系统子模块的通断。根据拉格朗日-麦克斯韦方程,建立系统的机电动力学模型,确定质量、弹性系数、电容、气膜阻尼等主要参数。仿真结果表明:MEMS光开关的响应时间为0.627ms,稳态位移为4.724μm,最大位移为6.801μm,将相同阶段的反应时间缩短为原先的1/4。由此可以得出结论:MEMS光开关阵列不仅缩短了防空导弹系统的反应时间,而且保证了系统的稳定性。

一种可以提高热光开关阵列可靠性的驱动电路的设计(英文)

分析了加热器对热光开关阵列可靠性的影响并在此基础上提出了一种改进的驱动电路,使4×4 简化树形结构的光开关的阵列的可靠性从78.87%提高到97.04%。模拟及实验结果表明该控制和驱动电路可以为热光开关阵列提供适当的驱动电流。

光交叉连接中空分光开关阵列的研制

研究了热光开关的基本原理与光开关阵列的基本构成 ,给出了相关的主要性能参数。包括开关速度、隔离度、回波损耗、插入损耗等。实际制备了一个 4× 4的光开关阵列 ,并给出了初步的实验结果。

集成光开关阵列的研究进展

文中简要介绍了集成光开关阵列的研究进展 ,重点分析了不同材料和不同结构的开关阵列的特点 :绝缘体上的硅 (SOI)和III -V族化合物半导体光开关阵列是阵列开关研究的重点 ,完全无阻塞简化树型和拜尼兹重排无阻塞型阵列开关有良好的综合性能 ,半导体光放大器(SOA)光开关阵列已成为未来阵列开关发展的重要方向之一。

高可靠性16×16 SOI热光开关阵列

在分析加热器对热光开关阵列可靠性影响的基础上,提出了一种新的热光开关阵列控制和驱动电路.分析表明,在假设加热器失效率为5%的情况下,新控制和驱动电路可以使16×16 SOI热光开关阵列的可靠性从34.99%提高到92.30%.同时,采用引入控制信号预处理模式,使封装后的热光开关阵列控制端口数从34个减少到10个.在采用新的控制和驱动电路基础上,研制出高可靠性的16X16 SOI热光开关阵列.

MOEMS阿达玛变换光谱仪的可动光栅光开关阵列

根据微弱光谱信号的快速检测原理,构建了一种适用于阿达玛变换光谱仪的MOEMS(微光机电系统)可动光栅光开关阵列。对一种适用于补偿光栅光调制器件加工误差的阿达玛变换算法进行了分析,设计了以Al膜为主的表面微加工工艺流程,制作出MOEMS可动光栅光开关阵列。实验测试结果表明,可动光栅光开关阵列可以在低至8.1V的电压下进行光调制,开关频率达到140Hz,完全可以满足阿达玛变换光谱仪调制速度快、光谱范围宽、机械磨损小和误差小等要求。

高速时分复用光开关阵列的研制

高速时分复用光开关阵列的研制龚小成，沈启舜，瞿文詠（应用物理系）由于光纤的带宽远比光发送及接收设备的带宽为宽，因而在同一光纤上多路复用势在必行．多路复用在数字光通信中一般为时分多路复用，也就是说，在光发送端用时分复接器把若干路数字通信复接成群沿光纤传...

基于STM32F078和LTC2662的硅基光开关阵列参数标定控制器设计与实现

随着科技的发展,光纤通信大量使用,硅基光开关阵列的使用场景越来越多,当前基于硅基的光开关阵列技术得到了发展。但由于技术还不够成熟,光开关阵列中每个开关节点的控制参数还不能做到一致,需要的电压在4~6 V。为了能够准确控制和使用硅基光开关阵列,必须对硅基光开关阵列中的每个开关节点控制参数进行准确标定,标定其控制电压或电流。为了实现控制参数的高效标定,设计一种高效的硅基光开关阵列参数标定控制器。

基于载流子注入的SOI4×4MMI-MZ光开关阵列

采用0.8μm CMOS工艺线制作了一种基于载流子注入的SOI 4×4马赫-曾德(MZ)光开关阵列,其由4个2×2基于多模干涉(MMI)耦合器的MZ(MMI-MZ)光开关单元组成。通过对调制臂施加电压,利用Si的载流子色散效应引起调制区的折射率变化实现开关功能。测试结果表明,当输入光为1 510～1 580nm的宽带光源时,光开关阵列的不同路径间的串扰低于-8.02dB,支持的公共带宽为35nm(1 530～1 565nm),开关阵列的上升和下降时间分别为17.4ns和21ns。

一种基于微流控技术的光开关阵列设计与研制

提出一种基于微流控技术的二维电光开关阵列装置,其基本形式为"储气层+波导层+储液层"的结构。通过气压与电润湿效应双重作用实现对光开关单元中液柱高度的控制,从而控制光路中光束的全透射和全反射以实现光的"开"和"关"。讨论了光开关的工作电压、插损和响应时间等参数。研制结果表明,该结构具有体积小、结构简单、功耗低、能实现集成化和微型化制作的特点。

有机聚合物1×32波导热光开关阵列

研制出紧凑型树状分支结构马赫-曾德尔干涉(MZI)型有机聚合物1×2热光开关以及1×32集成波导热光开关阵列。利用旋转涂覆法、紫外固化工艺、接触曝光、反应离子刻蚀(RIE)、真空镀膜、切割和抛光等传统微加工工艺,成功完成了器件制备。通过优化刻蚀工艺,有效减小了刻蚀后波导的表面与侧壁粗糙度。通过在波导和金属掩膜层之间添加聚合物隔离层,进一步减小了波导的传输损耗。实验结果显示,制备的1×2热光开关插损仅为2.84dB,串扰为-31.13dB,光开关的电功耗为4.1mW;制备的1×32波导热光开关阵列插损为11.8dB,串扰为-25.3dB,电功耗小于5 mW,器件开关时间为1.15ms。测试结果与数值模拟结果吻合很好,研制的光开关有望应用于光交换器(OXC)、光分插复用器(OADM)以及光控相控阵天线的波束扫描控制系统中。

体硅MOEMS阵列光开关的制作

设计了一种新型结构的MOEMS阵列光开关,开关由上电极阵列、倾斜下电极阵列和准直光纤阵列三部分组成。上电极阵列利用(110)硅片制作,其中包括反射镜阵列和扭臂驱动结构的上电极阵列。具有集成性好,制作工艺简单,微反射镜的表面平整垂直,各单元的微镜面平行,反射镜面的尺寸较大等优点。对光开关的参数进行了测试,指出了体硅MOEMS阵列光开关制作过程中存在的问题。

硅基光开关及阵列研究进展

随着网络传输数据的爆炸式增长,传统集成电路芯片面临着难以进一步提升交换速率及继续扩大容量等挑战。相较于传统电子芯片,硅基光子器件具有交换速度快、功耗低、带宽大和与CMOS工艺兼容性好等优点,可满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算光互连的迫切需求,被视为在后摩尔时代突破芯片容量最具前途的解决方案,受到日益广泛关注。文章介绍了硅基光子芯片中光开关单元及阵列的技术原理和发展现状,重点论述了MZI型、MRR型开关单元,以及常见阵列拓扑结构,介绍了近年来大规模光开关阵列的国内外研究进展,讨论了未来硅基光开关及阵列研究中面临的主要问题和解决方法。

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。

亚微秒SOI4×4重排无阻塞热光开关阵列

根据马赫-曾德尔型热光开关的工作原理,提出了可以提高热光开关响应速度的过驱动方法并设计相应的驱动电路,使SOI4×4重排无阻塞热光开关阵列的响应时间从大于2ms提高到了亚微秒。

集成光波导开关阵列真延时模块设计

阐述了光波导真延时器件的工作原理及其在相控阵雷达中的应用,通过氟化聚酰亚胺聚合物条形光波导和光开关阵列的集成,提出了一种集成光波导开关阵列真延时模块的设计方案,将光波导和开关阵列集成在一个基片上,具有集成度高、体积小、成本低、一致性好、插入损耗小等诸多优点.并根据光开关的种类分析了光学真延时模块的拓扑结构,改进了光开关和光波导的组合模式.

聚合物光波导开关阵列的驱动系统设计

为驱动光波导开关阵列实现信号的调制,需要对较多数量光路进行电驱动。针对驱动电路电压调校过程繁琐,驱动电压精度不高等问题,设计了一种基于STM32的自动调校驱动电压的控制系统,其主要包括主控模块,驱动模块和光接收模块。驱动模块对光芯片进行驱动,并可控制其输出调制信号;光接收模块能实现可调放大探测功能,实时探测光芯片输出光功率,并传送给主控模块中的模数转换器;主控模块接收记录芯片的输出状态,并自动调节遍历驱动电压。系统硬件部分以单片机最小系统及串口屏为主控单元,通过数模转换器模块实现光开关的驱动控制,利用光接收模块接收光开关反馈;软件部分以5 mV的精度对20 V以内的电压进行自动控制,并实时采集光芯片的反馈以对校正电压记录。利用该系统对光开关芯片的测量实验结果表明,该设计可通过校正电压对光开关进行有效驱动,降低了成本,实现对输出信号实时检测与控制,缩短了电压调校时间,有效提高了光开关阵列驱动电压精确度,在片上光互联的开关阵列等方向具有良好的应用前景。

多路可扩展微机械式光开关阵列

《科技开发动态》2003年10期报道了浙江大学的一顶研究发明——多路可扩展微机械式光开关阵列。该光开关阵列特征是由一个基板、m×n个微反射单元、一个盖板、m个输出准直器、n个输入准直器构成,微反射单元由轴、轴承、摆杆、微镜、线圈、永久磁铁组成。与现有技术比较,该成果的突出优点是:集成度高、体积小,光路转换准确可靠。