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随着网络传输数据流量的爆炸性增长,传统电交换由于其有限的带宽和高功耗将很难满足网络带宽发展需求。光交换能直接在光域上完成光信道间信息的交换,具有高速、宽带、透明、低功耗以及潜在的低成本等诸多优点,能满足下一代全光交换网络、数据中心和高性能计算机光互连网络建设的迫切需求。文章介绍了集成光开关的发展现状及核心技术,包括采用氧化硅、III-V族半导体材料和硅材料来制作光开关的进展以及各种技术的特点。其中硅基集成光开关具有结构紧凑、功耗小、成本低以及与互补型金属-氧化物-半导体（CMOS）工艺兼容的优势,适合大规模光开关制作和量产,具有潜在的巨大市场商用价值。文章重点介绍了实现硅基光开关的核心单元器件以及几种代表性光开关阵列,并对光开关状态监控和调节以及光电封装做了阐述。

提出了一种基于光学tamm态（OTS）的石墨烯光开关方案。在该方案中,利用在金属-分布式布拉格反射镜界面处产生的OTS,以及石墨烯的电控特性,通过改变外加电压来改变石墨烯的折射率,使OTS的本征波长发生漂移,光的反射率由最低点上升至高反射区,从而实现光开关的通断控制。利用有限元法和时域有限差分法对提出的光开关进行了仿真研究。研究结果表明,当入射波长为846.5nm时,可以实现光开关,其插入损耗为0.88dB,消光比约为12.7dB,响应时间约为1.36ps。该光开关具有插入损耗低和响应时间快的优势,在未来的光通信系统和光信息处理系统中具有很好的应用前景。

光纤布拉格光栅（FBG）传感网络具有功能多样化和规模庞大化的发展趋势,对其可靠性和可扩展性提出了更高的要求。文章提出了一种新颖的基于正方形传感单元（SSU）的多环FBG传感网络,首先分析了光开关在FBG传感网络中的作用;接着描述了SSU网络的构建过程及光在内环与外环中的传输过程;然后设计了一种用于故障修复的远程节点;最后详细分析了链路故障时,该网络的故障修复过程并且定量讨论了其扩展性。结果表明,该网络至少可以修复一个链路故障,同时发生两个故障时,修复效果也比较好,具有很高的可靠性及可扩展性。

鉴于单通道解调系统一次可检测的光栅波长数目有限,同时为兼顾FBG（光纤布拉格光栅）解调系统与上位机通信的稳定性与高速性,结合波分复用与空分复用技术,研制了多通道、多通信端口的FBG解调系统。通过控制16路光开关的光路切换,可实现对16通道FBG传感网的空分复用,对各通道传感器中心波长进行解调。测试结果表明,解调系统中心波长分辨率为1pm,一次采集光栅波长信息的时间为620ms,16个光通道的FBG传感信息更新最短时间不大于10s,可对约200只光纤光栅传感器进行有效监测。

为降低电光开关的插入损耗及简化其结构,提出了一种利用包层各向异性的FBG（光纤布拉格光栅）制作光开关的新思路,并用耦合模理论对其原理进行了分析;同时,提供了一种用掺镁LiTaO3晶体作为光栅包层制作这种光开关的方法。仿真结果表明,电场改变106 V/m时,消光比可达到约42.32dB。该光开关具有较高的消光比,且相比于现有的FBG光开关,具有更简单的结构。

THz（太赫兹）通信在高速、超宽带的无线接入网中有着重要的应用。THz光开关是THz通信的关键器件之一,对其进行研究具有重要意义。文章设计了一种新型的基于复式晶格光子晶体的多波长THz光开关,它能够有效地实现四波长THz波的开、关控制。利用RSOFT软件中的FDTD（有限差分时域）方法进行了仿真,结果表明,该开关的消光比达40dB,插入损耗为0.109dB,开关速率为5.55GHz,在未来无线光通信方面有着重要的应用潜力。

提出一种新型的基于压电陶瓷以及微流控技术的阵列光开关,重点研究了该光开关波导层的光功率损耗。运用Opti-FIBER软件对波导层波导的耦合损耗进行了分析与仿真,实验测量了不同情况下光开关的耦合损耗。仿真及实验研究表明,该光开关理论最低插入损耗值为0.042 524 dB,光开关速度为100μs。该光开关具有结构简单、开关速度快和损耗低等优点。

文章结合光栅光阀响应时间短和反射光栅衍射效率高的特点,设计了一种光栅光阀式1×3微型光开关。理论计算和对比实验表明,在波长为1.3μm,闪耀角和入射角分别为5.4°和0°的情况下,开关时间为微秒级。与同类光开关相比,这种开关具有开关时间短、衍射效率高和工作电压低的优点。

As the application of the high-speed optical switch is more and more popular in optical interconnection,the speed of the optical switch is directly related to the bit rate of the optical links.So the performance and integration requirement of driver circuit which drives the optical switch producing narrow optical pulse in a relative long cycle is more stringent.Depending on the breakthrough of single-chip opto-electrical integration and the advance of the optical pulse train generator technique,anopto-electrical integration ps level optical pulse generator used in optical transceiver is proposed,which is based on optical serializer/deserialier(SerDes).The generator, made up of CMOS integration circuit,produces narrow optical pulses with a precisely adjustable width,which is used in the transceiver with optical SerDes.The generator outputs pulses as narrow as 25 ps width in SMIC 0.13μm CMOS library, the power voltage range is in 1.4V~2.5V, and the clock frequency is from several KHz up to 4GHz.In addition,the circuit is easy to be transplanted to different CMOS process platform. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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光开关是光通信的关键部件 ,是近年来通信领域的研究热点 .文章介绍了微电子机械系统 （ MEMS）光开关的特点 ,从光开关的实现方式等方面分析了基于 MEMS的光开关的研究与生产现状 ,重点介绍了国外 MEMS光开关的研究与制作方法、应用水平 ,对发展我国的MEMS光开关提出了建议 .

文章比较全面地综述了近几年来各种光开关技术的研究进展 ,包括微光机电系统（ MOEMS）技术、气泡技术、液晶技术、全息光栅技术、热光技术及声光技术等 ,并详细分析了各种技术相应的发展状况、技术特点和发展趋势

光开关与光开关阵列是 DWDM光网络的关键器件 ,主要用来实现光层的路由选择、波长选择和光交叉连接等功能 .文中全面论述比较了光开关和光开关阵列技术

采用数值模拟的方法研究了光纤布拉格光栅（FBG）的非线性双稳开关特性。从耦合模理论出发,利用Jacobi椭圆函数法得到了3种不同的解,首先对3种解下的非线性双稳开关特性分别进行比较,然后针对各个解下的影响开关特性的失谐量、耦合系数和光栅长度等参数进行分析,研究结果对于分析和构建非线性双稳FBG光开关具有一定的意义。

提出了一种新型光缆实时监测系统的设计方案 .系统通过光耦合器对每根光纤的光信号取样 ,然后对其光功率进行测试 ,将测试结果送到中央控制器进行计算、分析和处理 ,显示出测量数据 ,并根据处理结果控制光开关进行切换 ,再通过波分复用器 （ WDM）使故障光纤接入光时域反射计 （ OTDR）进行上下测试 .

光开关与光开关阵列是 DWDM光网络的关键器件 ,主要用来实现光层的路由选择、波长选择和光交叉连接等功能 .文中全面论述比较了光开关和光开关阵列技术

针对目前光纤通信系统对光开关的迫切需求 ,从器件的新工艺、新材料和新机理等方面综述了光开关与光开关列阵的研究进展状况 .

光开关和可变光衰减器（VOA）是光通信系统中的关键器件,而微电子机械系统（MEMS）技术是一种具有发展前景的光开关技术。文章提出一种兼具VOA功能的1×2 MEMS光开关,详细介绍了其原理,并且利用矩阵光学推导了插入损耗的计算公式。在设计了透镜的各项参数的基础上制作出了光开关样品,并且将样品的测试结果与计算的结果进行对比分析,指出这种光开关是具有实用价值的。

文章提出一种利用硅树脂调节光子晶体光子带隙的方法,光子晶体波导是通过往二维正方形光子晶体的介质柱之间填充硅树脂得到的,利用温度场改变硅树脂的折射率。数值模拟结果表明:通过温度场可对这种光子晶体的禁带结构进行调节。这种可调光子晶体可应用于制作新颖的偏光片和光开关。

文章提出一种用衰减全反射（ATR）结构来控制光的开关效应的新型方法和装置。该光开关可利用聚合物薄膜的电光效应,通过电场控制衰减全反射结构中入射光能量到导模层的耦合效率,实现光的开关效应。该器件具有功率损耗小、消光比大、响应速度快、稳定性好、制备工艺简单和成本低廉等诸多特点。