【摘 要】
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全光网是当前光网络的发展趋势,光互联的实现主要依赖于光开关、光滤波器、光放大器等关键光电子器件和密集波分复用等系统技术的进展.光开关是实现光交换的关键元器件,被广泛应用于光层的路由选择、波长选择、光交叉互连以及自愈保护等方面.而光波导开关是一种利用集成光波导技术实现的光开关,具有开关时间短,体积小,易于大规模集成等优点,是目前光开关发展的一个重要方向.无论是M-Z干涉型光波导开关还是定向耦合式光波导开关,二者的工作机理都是利用一次电光效应,改变光在介质中的折射率,从而实现相位匹配,达到控制光路的目的,其发
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全光网是当前光网络的发展趋势,光互联的实现主要依赖于光开关、光滤波器、光放大器等关键光电子器件和密集波分复用等系统技术的进展.光开关是实现光交换的关键元器件,被广泛应用于光层的路由选择、波长选择、光交叉互连以及自愈保护等方面.而光波导开关是一种利用集成光波导技术实现的光开关,具有开关时间短,体积小,易于大规模集成等优点,是目前光开关发展的一个重要方向.无论是M-Z干涉型光波导开关还是定向耦合式光波导开关,二者的工作机理都是利用一次电光效应,改变光在介质中的折射率,从而实现相位匹配,达到控制光路的目的,其发展目标都是朝着高集成度、低驱动功率、低损耗方向发展.本文首先介绍了电光开关的工作原理,并用耦合模理论对定向耦合型单电极和双电极的结构进行了分析比较.同时,在阐述了定向耦合光波导开关的工作原理及主要研究方法的基础上,提出了一种新型的定向耦合器结构的光波导开关.它以弯曲耦合波导取代传统的平行波导,使波导中部的耦合系数减小,这样可获得较小的电压与电极作用长度的乘积,并有利于实现器件的高度集成.利用FD-BPM法,对新型光开关进行了仿真计算.计算中,为了减小波导的传输损耗,输入与输出部分的分支波导设计为余弦型;同时采用补偿法,减小了开关的串音.仿真结果表明,在相同的尺寸条件下,弯曲结构的驱动电压比平行结构减小了50﹪,传播损耗高0.36dB,达到了低驱动,低损耗的设计目的.利用文中所设计的新型定向耦合型光开关,设计了4×4光开关的模型,通过调节开关电压,做到了4×4选择输出;同时该模型用作4×4星型耦合器,可得到较好的3dB输出.
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