导读:本文包含了高速光开关论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光开关,衍射光学,闪耀微光栅阵列,贝塞尔光束
高速光开关论文文献综述
杨传武[1]（2018）在《基于DMD的高速光开关技术研究》一文中研究指出大数据、云计算、物联网等新兴技术的高速发展带来了IT产业的全新变革,光传送网对数据通信容量、传输速度和通信质量的要求不断提高,这与现有网络技术的发展进程之间的矛盾愈加突出。一方面,针对网络带宽需求持续高速的增长,研究人员在超大容量的光纤传输技术上已经取得了快速的发展。面对当下单模光纤传输能力的物理限制,新型的光纤复用技术和自由空间大容量短距离的空分复用技术被进一步挖掘以缓解数据容量危机;另一方面,超高速光传送网和软件定义网络的新兴架构应运而生,整个社会网络正在“去中心化”,数据中心逐渐地成为数据网络通信的核心。总的来讲,超高速、大容量光传输技术和全光网络交换技术将会成为下一代光网络发展的方向。面向数据中心的大容量、短距离光互连技术旨在构建弹性光网络以提高通信带宽资源的利用率。根据数据流量大小灵活调整分配带宽进行数据梳理整合,将可用的资源有效调配到需求最大的地方。光网络的组网技术也将会从纯粹的电层组网演进为大容量的电交叉互联结合光交叉互联的统一组网模式。本论文重点关注和解决传统光交换技术在光交换时间上的局限性,针对数据中心特定的应用场景,进行了基于数字微反射镜(DMD)的高速光开关技术研究,研究主要包含两个方面。(1)首先在工程上设计并加工闪耀微光栅阵列,突破了DMD光开关在“衍射极限”上的瓶颈限制,实现了DMD光开关工作效率的提升,增加了DMD光开关在数据中心领域的可应用性;(2)在DMD光开关基础之上结合贝塞尔光束无衍射、自愈合的特性进行了研究,提出了一种增强DMD光开关应用在数据中心领域抗热湍流扰动的方法,并在实验上验证了其可行性。总之,本论文对DMD光开关开展的一系列技术研究,特别是在突破DMD光开关“衍射极限”研究方面有重要意义,为数据中心和光网络对高速可拓展线路提供了潜在的应用价值。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
谭敬,陈行,徐静,徐啸,孙力军[2]（2018）在《一种基于声光开关的小型化高速脉冲单选器设计》一文中研究指出重点介绍了声光开关与光脉冲单选器的基本工作原理,设计了一种以声光开关为核心器件的小型化高速脉冲单选器,该脉冲单选器具有消光比高、插入损耗低、性能稳定和结构小等特点,可用于从锁模激光器输出光脉冲串中选取单个光脉冲作为前端系统的种子光源。(本文来源于《半导体光电》期刊2018年02期）
陆梁军[3]（2016）在《硅基高速光开关阵列芯片研究》一文中研究指出光开关阵列芯片和模块能够将任意端口输入的光信号从任意端口输出,是光交换网络中最基础、最核心器件。光开关阵列芯片在下一代全光交换网络、数据中心光互连及计算机通信网络中都有广泛的应用,具有体积小、功耗低、稳定性高等优点。近年来,硅基光子集成器件凭借其尺寸小、功耗低、与CMOS工艺兼容的优点,引起了学术界和工业界广泛的研究。基于绝缘体上硅(SOI)的调制器、滤波器和可调延时线等器件都已经相继被研制,硅基光电子芯片的集成度也越来越高。所以,基于硅基光电子学的高速光开关阵列芯片,具有重要的学术研究价值和在光电子领域的应用价值,成为近年来的研究热点。本论文针对现有硅基光开关阵列芯片端口数少、开关速度慢的不足,从开关单元和开关阵列拓扑结构入手,在开关速度、插入损耗、串扰、功耗等主要指标及器件的加工、封装、测试等技术做了深入研究,并分别提出了3种不同开关单元结构来实现高速、大端口、低功耗的硅基光开关阵列芯片。首先,本文讨论了硅基光开关阵列芯片的工作原理和设计过程。介绍了光开关阵列芯片的基本概念及参数指标,并指出影响开关性能的因素,为后续的研究提供了方向和准则。在此基础上,本文将光开关阵列分解成几种基本单元器件,从微观入手分别研究了两种无源单元器件和两种有源单元器件,包括2×2 3-dB耦合器、波导交叉结、p-i-n二极管和波导型热电阻。文中分别阐述了这4种不同单元器件的工作原理,并介绍了详细的设计和仿真过程,来实现低损耗、低串扰的无源器件以及低功耗、低损耗的有源器件。测试结果表明,经过优化后的2×2多模干涉(MMI)耦合器的附加损耗为0.22 dB,MMI型波导交叉结的插入损耗为0.05 dB。之后,从宏观入手,本文详细阐述了几种常见的开关拓扑结构,并定量比较了不同拓扑结构在实现硅基光开关阵列芯片的性能优缺点。接着,文本提出以硅基2×2 MZI作为光开关单元,实现高速大端口光开关阵列芯片。通过理论计算,文中分析了非理想2×2 MMI耦合器和两个波导臂损耗不均匀对2×2 MZI开关性能的影响。为了解决这个问题,本文提出在2×2 MZI两臂上同时集成热光移相器和电光移相器:热光移相器用于补偿工艺误差带来的MZI两臂相位不同,而电光移相器用于实现高速、低功耗光开关。采用这种设计减少了器件损耗,提高了开关的性能。在上述2×2 MZI开关单元基础上,本文采用Benes拓扑结构实现了4×4硅基光开关阵列芯片。通过测试所有24种开关状态的功耗、插入损耗和串扰性能,可以得到该开关阵列芯片的平均功耗为48 mW,平均片上插入损耗为5.8到7.7 dB,最大串扰为-12 dB;除此之外我们还实现了50 Gb/s的QPSK光信号传输。在该4×4光开关阵列芯片的基础上,本文进一步提出并实现了16×16硅基高速光开关阵列芯片,它由7级56个2×2 MZI开关单元构成。相比于4×4光开关阵列设计,我们对各个单元结构的参数进行了重新优化。为了对多端口光开关集成芯片进行系统的测试,本文也探讨并实现了芯片的电学和光学封装。对16×16光开关阵列芯片进行系统测试,实验结果表明器件的片上插入损耗为6.7到14 dB,在30 nm波长范围内最大串扰为-10 dB。实现全平行(“all-bar”)状态的功耗为1.17 W。此外本文也进行了OOK信号动态路由实验,可以测得该芯片的10%-90%上升延和下降延时间分别为3.2和2.5 ns。该16×16硅基光开关阵列芯片是现已经报道的端口数最大的硅基高速光开关阵列芯片。随后,针对基于2×2 MZI单元结构的光开关阵列芯片功耗较大、串扰较高的问题,本文提出了新型2×2双环耦合马赫-增德尔(DR-MZI)光开关单元,实现硅基光开关阵列芯片。2×2 DR-MZI由2个相同的微环谐振腔(MRR)分别与对称型MZI的两个臂耦合构成。利用传输矩阵法对该结构进行建模,文中详细阐述了2×2 DR-MZI的工作原理;通过数值计算,本文研究了MRR与MZI波导臂的耦合强度对2×2 DR-MZI光开关的折射率改变量、光谱带宽和插入损耗性能的影响。在理论分析基础上,本文设计并实验验证了硅基2×2 DR-MZI光开关单元,每个MRR上都分别集成了波导型热电阻结构和p-i-n二极管结构。该设计同样利用热光效应补偿工艺误差带来的MRR谐振不对准,利用载流子色散效应实现高速光开关。实验测得开关单元的串扰<-20 dB,功耗为3 mW;通过高速光信号传输实验,我们证明该2×2 DR-MZI可以实现25 Gb/s的OOK光信号传输;时域响应实验也表明此2×2 DR-MZI光开关单元可以实现GHz的高速光开关。以硅基2×2 DR-MZI为光开关单元,本文还提出并证明了基于Benes结构的4×4硅基光开关阵列芯片。实验表明,该芯片的串扰都小于-18.4 dB,光谱带宽为35 GHz,最大功耗为23.75 mW。与其他已报道的硅基4×4电光开关阵列芯片比较,本文提出的基于DR-MZI的4×4光开关阵列芯片具有较高的性能。然后,本文提出并实现了一种基于广义马赫-增德尔(GMZI)的4×4对称型无阻塞光开关阵列芯片。通过传输矩阵法对N×N GMZI光开关结构进行理论建模,利用矩阵求解的方法可以计算得到实现任意N×N GMZI光开关状态所需的相位关系。针对单个N×N GMZI光开关只有N种开关状态的情况,本文提出利用对称型结构实现无阻塞光开关芯片,并实现了硅基4×4无阻塞光开关阵列芯片。该芯片由1个4×4 GMZI和4个2×2 MZI构成。该结构的优点是不需要波导交叉结,并且由于对称结构,插入损耗与路径无关。芯片采用热光效应,所有的移相器都采用波导型热电阻n-i-n结构。测试表明该芯片可以实现所有24种开关状态,平均片上插入损耗为9 dB,端口不均衡性为±2dB。最大串扰为-12 dB。实现所有开关状态的平均功耗为109 mW。除此之外,我们还通过40 Gb/s的QPSK光信号传输实验验证了该芯片的开关功能。此外,本文通过传输矩阵法对该硅基4×4无阻塞光开关阵列进行整体建模,并通过随机误差统计法分析计算了2×2和4×4 MMI耦合器的端口不均匀性对器件串扰的影响。计算表明,仿真与实验能够较好的吻合;通过优化2×2和4×4 MMI耦合器的结构,该开关阵列芯片的串扰可以低于-25 dB。最后,对本论文所有的研究内容做了总结,针对硅基高速光开关阵列芯片的研究主题,提出对未来的研究工作的展望。(本文来源于《上海交通大学》期刊2016-05-09）
朱哲,盛新志,毛雅亚,吴重庆,王苒[4]（2015）在《基于非线性偏振旋转效应的半导体光放大器级联式高速全光开关》一文中研究指出根据级联半导体光放大器(SOA)的偏振主态对准(PSP)与邦加球相关性之间的关系,研究了多级SOA级联式系统的偏振主态对准方法。提出了基于非线性偏振旋转效应(NPR)的多级SOA级联式全光开关结构。实际搭建出两级SOA级联式全光开关实验系统,并以幅值为6 m W的方波控制光对50μW信号光实现了全光开关操作,开关速度达到200 ps,优于传统的电光开关,并存在较大的提升空间。工作波段位于1510~1570 nm,插损为3.62 d B,功耗为12 m W。开关速度快、插损小、功耗低并与光纤通信系统兼容性好。该全光开关的研制成功,将有助于推动全光开关和全光网络技术的发展,以及光计算和全光信号处理等领域的技术进步。(本文来源于《光学学报》期刊2015年07期）
李曼青[5]（2015）在《高速有机聚合物波导热光开关的研制》一文中研究指出在全光网络中有很多种光交换技术,包括二维或者叁维的微型光机电系统(MOEMS)、波导结构、液晶、声光等光开关。其中,波导光开关是基于折射率的控制或者吸收变化来影响光的传输,具有一定的经济性。若将多个光开关单元器件集成在一个基片上,则可以减少单个功能的成本,同时提高了稳定性。波导热光开关是利用热光效应调制折射率的器件,具有尺寸小,可扩展性大的特点,而它的低串扰和低插损特性适用于绝大多数光交换技术的应用。有机聚合物材料具有热光系数大的突出优势,可以实现相位调制所需的低功耗。同时材料的传输损耗小、制备工艺简单,成本低廉,有着非常广阔的市场前景,成为一类极具研究吸引力的集成光波导材料。本文首先阐述了热光开关的工作原理,然后选用韩国ChemOptics公司的紫外固化氟化丙烯酸酯类ZPU系列材料,利用有效折射率法、光束传播法对聚合物热光开关进行了设计和优化。分别设计出了基于聚合物下包以及基于二氧化硅下包的MMI型热光开关,同时对结构尺寸进行了优化,并分别计算了两种结构的开关时间响应特性。接着,本文利用旋转涂覆、光刻、刻蚀等工艺流程分别制备出了这两种类型的聚合物热光开关器件。提出了通过预甩上包来降低A1掩膜引起的传输损耗,并在实验上证实了该方案的可行性并达到了预期效果。本文分别对这两种波导器件的静态和动态特性进行了测试。得到聚合物下包1×2热光开关插入损耗小于9.4dB,串扰大于19.3dB,开关时间小于1.15ms；二氧化硅下包1x2热光开关插入损耗小于9.9dB,串扰大于16.5dB,开关时间小于0.65ms。试验结果表明,利用二氧化硅材料作下包层,能够大大提高开关速度。本文最后还利用光开关单元级联实现了二氧化硅下包的1×4热光开关阵列的设计与制备。测试结果为：插入损耗小于12.9dB,串扰大于18.5dB。实验测试结果很好地验证了设计的思想。(本文来源于《东南大学》期刊2015-03-01）
陈鹤鸣,卫晓颖[6]（2013）在《高速光子晶体光开关的设计》一文中研究指出本文提出采用叁角晶格作为设计1 550 nm波段光子晶体结构的基础;在该结构下采用占空比0.3的结构参数,可以实现最大禁带宽度;采用点缺陷和线缺陷相结合,提出侧耦合结构,利用基于FDTD的Rsoft软件进行仿真计算,分析了缺陷模、透射谱、稳态时域响应图,并且计算了光开关的插入损耗、消光比和响应时间等。结果表明:这种结构的光开关插入损耗和消光比等性能都较好,完全能满足现代应用的要求。(本文来源于《光电工程》期刊2013年11期）
沈佳岚,任红艳[7]（2013）在《高速声光开关在大功率激光脉冲系统中的应用》一文中研究指出介绍了大功率激光脉冲系统中声光开关部件的组成原理和构成方式。该部件在外接同步信号触发下迅速开启光路,并在80ns后关闭,从输入的一串光脉冲中捕捉到某个光脉冲,并输出至下一级传输系统。该声光开关部件具有良好的信噪比特性,在大功率激光脉冲系统中有良好的应用前景。(本文来源于《光纤与电缆及其应用技术》期刊2013年04期）
[8]（2012）在《基于SOI光子集成技术的高速微型光子开关及大规模矩阵光开关》一文中研究指出(2012-088-多伦多-013)光开关及矩阵光开关是在多个光信号通道之间实施信号交换的操作器件,可以在任何输入端和输出端之间建立信号连接。本项目利用先进光波导技术研制与开发高速集成光开关与矩阵光开关。利用绝缘体硅(SOI)技术和硅材料的电光调制效应研制超高速光子开关,开关速度为纳秒量级;进而利用超短网络结构研制高度集成大规(本文来源于《电脑与电信》期刊2012年12期）
[9]（2012）在《基于SOI光子集成技术的高速微型光子开关及大规模矩阵光开关》一文中研究指出(2012-088-多伦多-013)光开关及矩阵光开关是在多个光信号通道之间实施信号交换的操作器件,可以在任何输入端和输出端之间建立信号连接。本项目利用先进光波导技术研制与开发高速集成光开关与矩阵光开关。利用绝缘体硅(SOI)技术和硅材料(本文来源于《电脑与电信》期刊2012年Z1期）
窦玉杰,张洪明,傅鑫,姚敏玉[10]（2011）在《基于锁模脉冲源和高速光开关的时分抽样模数转换》一文中研究指出提出了一种基于锁模脉冲源和高速光开关的时分抽样模数(A/D)转换系统。使用高重复频率、窄脉宽的锁模脉冲串对射频信号进行抽样,利用高速光开关进行时分复用,将高采样率的信号转换为并行的多路低采样率信号,以适应现有的电模数转换器进行量化和编码,并且通过改变光开关的频率,可以灵活地改变解复用后每路信号的频率。系统的优点在于可扩展性高,只需一个锁模脉冲源。使用10 GHz重复频率的锁模脉冲和1.25 GHz的高速光开关验证了系统方案的可行性。利用实验中得到的采样点可以较好地恢复出时域信号,并且得到了各个频率的频谱图。其信噪比可达32.02 dB,等效于5.03 bit的有效比特数。(本文来源于《中国激光》期刊2011年01期）
高速光开关论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
重点介绍了声光开关与光脉冲单选器的基本工作原理,设计了一种以声光开关为核心器件的小型化高速脉冲单选器,该脉冲单选器具有消光比高、插入损耗低、性能稳定和结构小等特点,可用于从锁模激光器输出光脉冲串中选取单个光脉冲作为前端系统的种子光源。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高速光开关论文参考文献
[1].杨传武.基于DMD的高速光开关技术研究[D].深圳大学.2018
[2].谭敬,陈行,徐静,徐啸,孙力军.一种基于声光开关的小型化高速脉冲单选器设计[J].半导体光电.2018
[3].陆梁军.硅基高速光开关阵列芯片研究[D].上海交通大学.2016
[4].朱哲,盛新志,毛雅亚,吴重庆,王苒.基于非线性偏振旋转效应的半导体光放大器级联式高速全光开关[J].光学学报.2015
[5].李曼青.高速有机聚合物波导热光开关的研制[D].东南大学.2015
[6].陈鹤鸣,卫晓颖.高速光子晶体光开关的设计[J].光电工程.2013
[7].沈佳岚,任红艳.高速声光开关在大功率激光脉冲系统中的应用[J].光纤与电缆及其应用技术.2013
[8]..基于SOI光子集成技术的高速微型光子开关及大规模矩阵光开关[J].电脑与电信.2012
[9]..基于SOI光子集成技术的高速微型光子开关及大规模矩阵光开关[J].电脑与电信.2012
[10].窦玉杰,张洪明,傅鑫,姚敏玉.基于锁模脉冲源和高速光开关的时分抽样模数转换[J].中国激光.2011