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一种基于体全息光栅的光交叉互连全光开关的实验研究

李尚绩  
【摘要】: 光交叉互连是全光网络技术中的关键技术之一,而其核心技术就是可用于交叉互连的高性能光开关。本文研究光折变体全息光栅应用于光交叉互连的光开关的途径。 应用耦合波理论对体全息光栅的衍射效率以及多重体光栅对入射光波的角度、波长和波前相位的选择性衍射特性进行了分析,推导并分析了高斯光束建立折射率光栅的特性。在此基础上阐述了利用光折变多重体光栅技术制作全息光开关的基本原理,并进一步研究了该光开关器件在制作过程中的诸如记录材料的选择、编码方法以及写入光路等关键技术。研究表明: 铁掺杂的LiNbO3晶体是一种极佳的可用于体全息光开关的记录材料,可以制作成较大的尺寸,具有诸如大的存储容量、高衍射选择性、较长的存储时间以及较高的衍射效率等其它光折变材料无法比拟的优点。 为了获得较高的衍射效率和选择灵敏度,应当选用e光耦合(写入光均为非寻常偏振)的方式进行记录光路的配置。而o光耦合(写入光均为寻常偏振)的方式有利于获得更佳的衍射效率均匀性。 双波长方法是将光折变光栅光开关应用于光通信的有效途径。通过一定的波长角度规则,可以利用记录光为对光折变效应敏感的某些波长的可见光,而实际使用通信波长读出。 在此基础上,本文提出了基于相位和波长编码的体全息光栅光开关的记录编码方式,并依此编码方式设计了2波长4信道的光交叉开关的实验方案,并进行了相关实验研究。


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