一、2005年前的光开关市场与前景（论文文献综述）
陆烨凯[1]（2018）在《基于马赫曾德尔结构的硅基光开关的设计研究》文中提出随着现代社会对于通信的容量与速度有着越来越大的需求,通信技术取得了不断发展,与此同时,与传统电通信相比,拥有更大带宽、更高速率、更低损耗、更小串扰的光通信近来蓬勃发展。在目前的光通信以及光网络中,光开关是大规模、高流量光交换系统的核心器件之一,起着举足轻重的作用。目前的光开关市场中,MEMS光开关的应用最为广泛。然而其毫秒量级的开关时间已经越来越不能满足光通信网络所提出的需求。同时,在各高校与企业的实验室中,基于铌酸锂、磷化铟等材料的高性能光开关也引起了人们的注意。但是高昂的材料以及制作成本妨碍了其在商业市场上的大规模应用。为了兼顾高性能与低成本、量产化,基于硅材料的光开关展示出了很大的潜力。本论文对基于马赫曾德尔干涉仪结构的光开关进行了结构的参数设计,确定了其基础材料是SOI晶圆,同时以脊状波导作为相移器的结构,通过FDTD对参数进行仿真,最终设计并制造得到了能基本满足目前光通信系统中所需求的性能要求。对于1546 nm波长的输入光,最终实验结果显示该硅基电光开关的消光比达到了 21.8 dB,同时开启电压大致为0.95 V,总的功率消耗为4.27 mW左右。在保证20 dB大消光比的前提下,该器件所能容忍的电压浮动范围为10.5 mV。在开关速度方面,其上升与下降时间均在纳秒量级,性能能满足高速率要求的现代光通信系统。对于硅基光开关的制作流程,能够与目前的CMOS工艺进行很大程度上的兼容。例如,当前光刻所采用的微电子行业的深亚微米技术的最小特征尺寸已经低于了 100 nm,向10 nm进展,这个特征尺寸已经远远高于硅基光开关结构制作的需求了。因此,目前的国内很多公司与研究所都能进行生产制造,本论文最终的流片交给了中科院微电子所并成功制作成了该硅基光开关。该硅基光开关的移相器结构长度为500 μm,因此整个器件体积并不大,与毫米量级相移器结构的MZI电光开关以及MEMS光开关相比,在芯片集成方面的应用具有一定优势。因此,本论文最终设计并制作出的基于MZI结构的硅基电光开关在性能参数、加工工艺难度与成本、集成性能这三大方面,都得到了较为良好的结果,没有明显缺陷。
曹子谏[2]（2012）在《聚合物电光热光混合集成光开关研究》文中进行了进一步梳理随着二零一二年宽带中国战略的部署，光通信在国内的发展将进入新阶段，整个光通信产业链都将飞速发展，光缆厂商、光模块供应商、系统集成商都将从中受益。二零一二年也将成为100G光通信在中国正式商用的元年。中国光通信市场规模巨大，目前国内光模块市场2.5G以下产品竞争激烈，10G，40G，100G光模块产品发展受限，究其原因主要是高速芯片成本居高不下。在这样的市场环境下，开展高速光开关器件的研究符合国家的战略部署，有着重要的现实意义。光开关是光通信网络的核心器件，目前大规模商用的光开关仍以无机材料为主，从材料本身的性质来讲，极化聚合物材料理论上的带宽可达100G以上，聚合物材料的其他性质又与无机材料有着明显差别。因此，本论文结合聚合物材料特点，从材料性质，器件结构，制备工艺与器件测试四个方面对低成本的高速聚合物光开关器件展开研究：（1）高性价比的光开关材料性质表征本论文从高速调制器性价比方面考虑选择聚合物材料分散红1掺杂聚甲基丙烯酸甲酯（Dispersed Red1/poly（methyl methacrylate），DR1/PMMA）与聚甲基丙烯酸甲酯（poly（methyl methacrylate），PMMA）作为器件工艺材料。首先，采用椭偏仪表征了材料在红外通信波段的折射率分布，实验结果显示合成的DR1/PMMA材料在1550nm波长下折射率为1.507。其次，为表征对材料的热学性质，论文完成了材料的TGA与DSC测试。TGA测试结果显示材料5%热分解温度为200℃以上，这表明材料具有一定的热稳定性。DSC结果显示材料的玻璃态转变温度为102.6℃，根据这一参数，可以设定材料的极化温度为110℃。（2）混合集成光开关结构设计首先，本论文分析了实现光开关的原理，针对聚合物材料热光系数大，积聚热量的能力比较好的性质，提出了带有热光偏置结构的马赫-曾德尔干涉仪型热光电光混合集成光开关。热光偏置结构使得器件可以采用电流驱动的方式来调整器件的工作点，保证在较小的电压水平上实现器件的偏置。其次，论文采用有效折射率法，分析了器件的波导结构。对采用不同衬底材料的波导的结构进行分析，采用二氧化硅作为衬底材料的情况下，波导的功率限制因子相对采用PMMA作为下包层的波导要提高3.18%。论文采用束传播法模拟了材料在不同驱动情况下的光场传输情况。（3）专用工艺仪器设备研制在器件制备工艺方面，论文完成过程中，实现了非线性聚合物极化系统，反射法测试系统。首先，独立完成了新型多功能程控非线性聚合物极化系统。论文中聚合物材料采用旋涂法成膜，通过蒸发，光刻，湿法刻蚀，反应离子刻蚀等工艺步骤制备了器件的波导结构与电极结构。但是非线性聚合物材料本身对外并不表现出极性，只有将材料的温度加热到玻璃态转变温度以上，并施加一定的电场的情况下，可以使材料中的生色团分子取向，该过程称为极化。市场上没有极化工艺设备在销售，所以本论文完成过程中为了实现材料中生色团分子的取向，设计实现了非线性聚合物极化系统（PM-II）。其次，完成了新型可程控反射法测试系统。为了表征聚合物材料在电场作用下折射率的改变情况，论文设计并实现了极化聚合物电光系数测量系统，该系统工作在1550nm波长下，可以表征聚合物材料的电光系数γ33。通过对无机材料GaAs的电光系数测试校准之后，可以表征材料的极化效果，测试结果表明DR1/PMMA材料在1550nm波长下的电光系数在9.3pm/V。（4）器件性能测试与无机材料相比聚合物材料较为柔软，采用微波探针测试很容易对器件造成不可恢复的物理损伤。为此，论文设计了新的测试治具，采用该测试治具可以使器件的电极受到保护，同时可为器件的端面提供保护，并可以完成器件的接触极化。大信号测试结果显示，器件的上升时间为12.5ns，下降时间为10.0ns。热光谱扫描测试结果显示器件在13mW的驱动功耗下最大可以实现21dB的消光比。
窦娜[3]（2008）在《低开关功率非线性环共振器全光开关原理研究》文中研究说明为了解决目前通讯网络中电子开关对网络容量升级的瓶颈限制,人们开始广泛研究光开关。较早研发的电控光开关目前已有商用产品,但是这类开关不能满足未来全光网络的要求,因此光控光开关,即全光开关,始终是人们研究的重点。全光开关一般基于介质的非线性光学特性,通过控制泵浦光或者信号光本身的功率来改变信号光的输出状态。目前已研发的全光开关,一般都需要很大的开关功率,远远超过信号功率。特别是用纯石英材料制备的全光开关,由于其非线性系数极小,需要的开关功率更大。因此我们的研究围绕着如何降低全光开关的开关功率使之达到与信号功率同数量级而展开。本文提出用硅基的双耦合器波导（包括光纤）环腔作为1×2的全光开关。利用耦合模方程,建立了考虑环腔损耗的各个端口光电场之间关系的方程,分析发现双耦合器环共振器（DCRR）的损耗严重影响了开关的工作,甚至无法实现开关。因此我们提出将环腔的一臂用掺铒光纤（EDF）代替,在980nm泵浦光作用下形成掺铒光纤放大器（EDFA）,用以补偿环腔内的损耗。并针对双耦合器环腔内的克尔（Kerr）非线性,计算得出环腔的精细度、反射率和透射率及开关功率。在补偿损耗后,环腔的精细度被大大提高,同时环材料的光学非线性也被很大地提高（约5个数量级）。因为开关功率与环腔的精细度和非线性折射率系数成反比。因此开光功率被大大降低,可低达毫瓦量级。研究含有掺稀土光放大器的低开关功率全光开关是我们的创新研究的成果之一。双耦合器环共振腔由于具备了非线性和反馈两个条件,所以具有光学双稳特性。我们系统研究了含EDFA的双耦合器环共振腔的反射双稳和透射双稳特性。普通光纤环腔,实现光双稳性需要的开关功率为1000瓦量级。用掺铒光纤取代普通光纤并补偿腔内损耗,用数值模拟的方法,得出EDFA-RR双稳开关的开关功率大约是60毫瓦,比普通光纤环形谐振腔（即不含EDFA的光纤环腔）双稳开关功率低5个数量级。并在放大器增益,耦合器反射率,环长及环腔初相位等多个不同参数情况下,给出了双耦合器环形共振腔的光双稳特性曲线。我们的理论分析对未来的光纤环腔双稳器件有着实际的指导意义。此器件的开关时间由环腔的寿命决定,我们计算得到的结果是低于20ns。可以通过调整980nm泵浦光功率来控制环腔的精细度,使得开关时间和开关功率得到优化。研究含光放大器的双耦合器环腔的光双稳开关特性是我们的创新成果之二。掺饵光纤放大器的引入固然可以降低开关功率,但是给器件结构带来了复杂化,而且掺饵光纤的吸收比普通光纤的吸收大得多。我们的研究表明,光开关的开关功率还与光波导的横截面积成正比,因此压缩光波导的横向尺寸,从微米量级减至纳米量级,也可大大降低光开关的开关功率。在这种情况下不必进行材料的掺杂,就可以使开关功率降低到瓦量级。采用100微米环直径,就可实现14瓦的开关功率。而且环形光开光器件环长的减小对于提高光开关的开关速度（降低开关时间）有利。研究具有低开关功率和高开关速度的纳米尺寸的微型环腔是我们的有创新性的研究成果之三。硅材料在超短脉冲（飞秒）激光的作用下,会产生双光子吸收效应,此效应可强到把产生光克尔效应的单光子吸收效应加以忽略。我们提出,将泵浦光与信号光同时进入波导双耦合器环共振腔。由于双光子吸收引起自由电子-空穴对的产生。自由载流子浓度的变化致使硅的折射率发生变化,从而环内的相移也随之变化。非线性折射率与泵浦平均功率的平方成正比。当输入泵浦平均功率低于10毫瓦,就可以使环内相移变化达到π,实现双耦合器环共振腔两输出端口间的转换。所以研究纳米波导微环光开关在飞秒脉冲作用下的双光子吸收光开关机制是我们创新性研究成果之四。
夏长超[4]（2007）在《含EDFA的光纤环腔全光开关的实验研究》文中进行了进一步梳理随着光纤通信网络的迅速发展,在现有的光网络中,光信号的交换所用的仍然是电子的交换器,电子开关器件制约了光纤通信系统对信息数据处理速率的进一步提高,严重阻碍了光网络的发展,成为所谓“电子瓶颈”。解决“电子瓶颈”的有效途径是采用全光开关在光域上实现传输和交换。全光开关具有高速、大容量、高可靠性和无需光电转换等优点,对宽带多媒体通信的实现和降低成本都具有重大意义。由两个光纤耦合器制成的环型谐振腔全光开关具有结构简单易于集成、容易与光纤传输网耦合、插入损耗小等优点。加上它在其它应用方面的巨大潜力,目前已成为光开关研究的热点。本文主要研究含有掺铒光纤放大器的光纤环共振腔全光开关,详细分析了这种全光开关的原理。利用光纤弱耦合模理论,分析了掺铒光纤放大器的作用。在理论上先后计算和分析了无损耗和有损耗情况下环腔的开关特性。有损耗时很难实现全光开关。当我们在环腔中加入掺铒光纤放大器后不仅会大幅降低开关功率,还能够提高开关的比率,但开关时间也随着增加了。我们可以通过控制放大器的增益和耦合器的反射率等参数,来适当增加开关功率,或减小开关时间。开关阈值功率可以低达几毫瓦,开关时间可短至几百纳秒。在此理论研究的基础上,我们进行了实验研究,对理论进行验证。将实验中实测的环共振腔参数代入理论公式计算,得到的开关阈值功率可达百微瓦量级。最后,介绍了一种可行性更强的开关实验方案,当环腔处于非谐振状态下,通过调制掺铒光纤放大器的泵浦光功率来实现全光开关,可以得到百分之七十左右的开关现象。我们还实验研究并讨论了耦合器的分光比、入射光功率等因素对开关特性的影响。
陈小林[5]（2006）在《损耗在波导环腔全光开关中的作用和影响》文中研究说明为了解决目前通讯网络中电子开关对网络容量升级的瓶颈限制,人们开始广泛研究光开关。较早研发的电控光开关目前已有商用产品,但是这类开关不能满足未来全光网络的要求,因此光控光开关,即全光开关,始终是人们研究的重点。阻碍全光开关发展最主要的一个因素是开关功率太高,Heebner等人提议在M—Z干涉仪的一臂连接一个环形共振腔,这样可以大大降低开关功率,环形共振腔也被广泛研究。本文详细研究了损耗对几种环形共振腔全光开关的影响。因为共振时环腔内的能量非常大,所以即使非常小的损耗对环腔性质的影响也很大。本文用迭代法计算了单耦合器环腔各部分场强与输入场强的关系,达到平衡后的结果与其他方法计算的一样,不过这样可以了解没有达到平衡时各部分场强的分布情况。另外,达到平衡所需时间的长短可以反映开关时间的长短。文中计算了损耗对单耦合器环腔的影响,不考虑单耦合器环腔只可以产生相移,损耗可以使其实现1×1开关。将理论计算的结果与Lipson等人的实验结果比较,二者吻合的非常好。本文介绍了两种2×2环腔全光开关,环腔M—Z干涉仪型全光开关和双耦合器环腔全光开关,分析了这两种开关的原理及实现开关的条件。文中还研究了损耗对这两种全光开关的影响。即使很小的损耗也会使这两种结构的全光开关无法实现开关。可以在环腔中加光放大器来补偿损耗,对于光纤环腔可以加掺铒光纤放大器,对于集成波导环腔可以加半导体光放大器。放大器的放大率必须与损耗匹配得非常好,放大率过度补偿损耗也无法实现开关。
陈金龙[6]（2006）在《光纤环腔的开关特性和双稳特性》文中认为随着高速、大容量光纤通信系统的迅猛发展,人们开始广泛研究光开关。较早研发的电控光开关目前已有商用产品,但是这类开关的开关时间一般都比较慢,不能满足未来全光网络的要求。光控光开关,即全光开关,因为有着稳定、高速、大容量、无需光电转换等许多优点,越来越受到科学家的重视。作为全关开关的基础性器件——光纤耦合器也必将受到人们的重视。本文详细分析了光纤型双耦合器环腔全光开关的原理,在环腔中加入了掺铒光纤放大器后,大幅减少了环腔的开关功率,增加了开关功能的彻底性,但开关时间也增加了。控制掺铒光纤放大器的增益、耦合器的反射率等参数,可以适当地增加开关功率,来换取开关时间的减小,最终得出开关的功率在毫瓦的数量级上时,开关时间可以控制在几十到几百纳秒范围。研究了带有掺铒光纤的单、双耦合器环腔的双稳特性。我们发现在一定条件下,输出光会有比较明显的双稳现象。总结了光纤环腔的双稳性随耦合器反射率、单程线性相移等参数改变而产生的规律。双耦合器环腔反射端和透射端的双稳曲线的类型是不一样的,分别对应法布里—珀罗腔反射双稳和透射双稳曲线,它们是互补的一对曲线。综合考虑开关阈值功率的间隔、开关阈值功率的大小、稳定性、开关转换时间等因素,选取适当的参数,设计了一个掺铒光纤环腔双稳开关。理论模拟出开关阈值功率大约在0.02W和0.03W,开关阈值功率的间隔大约为0.01W,开关转换时间大约为7.5ns,另外这种开关的稳定性很好。
赵莉娜[7]（2006）在《MOEMS光开关封装的设计与制作》文中研究表明全光网络解决了目前光电交换的瓶颈,光开关是实现全光网络中的关键技术之一。MOEMS光开关技术以其无法比拟的技术优势,将可能在下一代全光通信网络中起到主导地位。本论文正是围绕光开关的封装工作展开的,主要有以下四部分内容:首先,了解了光开关的发展进程,以及目前各种光开关的现状。其次,理论上研究了单模光纤激光高斯光束的传输特性;分析了球透镜（C-lens）准直器和自聚焦透镜（Grin-lens）准直器的工作原理;计算了球透镜准直器准直效果与束腰半径、束腰位置以及光纤和透镜端面之间的关系;在考虑光束直径、工作距离、数值孔径N.A等参数的基础上,设计了光路准直、耦合系统。接下来研究了硅的各向异性腐蚀特性;探讨了不同腐蚀溶液以及同一腐蚀液不同实验条件的区别;总结了腐蚀深度与腐蚀时间的关系;摸索了具体实验条件;解决了掩膜选择、凸角损伤等问题;制备了符合要求的准直、耦合封装系统。最后,分析了影响光开关插入损耗的主要因素,并采用了相应的解决措施。
陈凌[8]（2005）在《武汉市光电子产业发展战略研究》文中提出本篇论文以武汉市光电子产业为研究对象,以武汉市科技局软科学研究计划项目“光电子产业发展战略研究”为依托,以增强武汉市光电子产业竞争力为目标,采用查阅资料、座谈、比较分析等研究方法,根据国内外光电子产业发展状况及其趋势,结合武汉市实际情况进行分析研究,制订武汉市光电子产业发展战略。本文论述了世界光电子产业总体发展趋势,阐明了发达国家光电子领域研究机构和发展规划等方面的基本情况。分析了国内光电子领域的科研水平和产业基础以及目前国内光电子产业的发展状况,并对国内光电子产业竞争力与世界同类产业之间的差距进行了比较。本文探讨了武汉市光电子技术的研发和产业优势以及存在的问题,同时对国内光电子产品的市场需求进行了预测分析,由此确定了武汉市光电子产业发展的重点领域。最后,针对武汉市光电子产业的优势及目前存在的问题,结合上述的研究成果,对武汉市的光电子产业进行了定位。在此基础上,拟定武汉市光电子产业发展的战略思想和战略目标,选定该产业发展的战略重点,即光电子产业发展的项目战略、技术战略和产品战略,并进一步制定出武汉市光电子产业发展的战略措施,如光电子技术和产业创新战略、人力资源战略、集群建设战略和市场开发战略等。
周自刚[9]（2005）在《玻璃光波导功分器理论、技术及其光学特性研究》文中指出本文详细介绍离子交换法制作玻璃波导的研究进展,对常用几种离子对交换产生折射率分布进行比较,发现用Tl + ? Na+进行离子交换所得波导具有实际的研究价值。然后对光功分器的产业前景、结构、技术指标和关键技术进行了具体介绍,得到在新一代功分器具有微型化、高性能、阵列化和集成化等优点下,提出研究玻璃光波导功分器的必要性和重要性。在该论文理论部分,详细地研究玻璃离子交换过程和形成光波导的微观机理,分析Tl + ? Na+交换的扩散动力学。由于Tl + ? Na+离子半径相差较大,在交换过程中产生的应力会引起折射率的变化。通过实验证明应力与折射率分布之间存在一定的关系式。而以往Fick 定律只考虑离子交换极化率和离子交换半径差,所得的折射率分布解释Tl + ? Na+交换存在一定偏差。从而必须考虑包括应力在内的三个因素所共同产生的折射率分布方程,并对Fick 定律所得方程加入修正项。通过WKB 法,得到折射率分布近似为“改进”的高斯函数分布。用二维矢量WKB法分析了渐变折射率光波导中基模的模场分布情况。采用平面光波形态的光波激励波导,借助计算机进行数值求解,得到的光场分布图在光场传播达到稳定时,波导的模传输只与波导结构和光波波长有关,结果直观、精确、快速。同时对掩埋式波导模的截止提出一种简便方法,得到波导基模分布图。该论文还介绍利用BPM 方法如何设计、模拟和分析光波导功分器。从对称和非对称S 型分支波导出发,得到满足低损耗对称S 型分支波导的设计思想。本文给出关于1×4 功分器的光路设计方案,解释光波导弯曲损耗的产生机理,综合波导弯曲的纯弯曲损耗和过渡损耗以及分支耦合损耗的特点,得出结构函
兰卫华[10]（2005）在《MOEMS光开关阵列芯片的研究》文中研究表明快速发展的光通信技术促使全光通信网络浮出水面,全光网络的发展依赖于光开关技术的进步。过去几年间,各种各样的技术被用于光开关的研究。和其他技术相比,MOEMS 光开关技术显示了无法比拟的技术优势。因此基于MOEMS技术的光开关将成为下一代全光通信网络的关键光器件。首先,从光开关在全光网络的应用出发,比较了各种光开关技术的性能。基于MOEMS 技术的光开关和其他技术类型的光开关相比显然具有更多的优良性能,例如波长透明和偏振无关等。叙述了国内外目前为止MOEMS 光开关技术的发展现状。提出了一种基于静电驱动和垂直微反射镜技术的MOEMS 光开关。其次,分析了光开关微反射镜的反射特性,然后推导了归一化的光开关静电驱动结构力矩平衡特性方程。另外,讨论了各个静电驱动结构参数对驱动电压的影响。随后,计算了光开关的固有频率,并且分析了光开关的开关速度。第三,使用MSC Patran 有限元软件对静电驱动结构进行了建模,并利用有限元分析了各部分的应力分布,对机械结构进行了可靠性分析。最后,研究了各向异性腐蚀的机理,设计了MOEMS 光开关阵列芯片的制作工艺。使用KOH 各向异性腐蚀液制作了垂直微反射镜阵列,并对实验结果进行了分析和讨论。
二、2005年前的光开关市场与前景（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、2005年前的光开关市场与前景（论文提纲范文）
（1）基于马赫曾德尔结构的硅基光开关的设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信技术调研 |
| 1.2 常用光电集成器件材料 |
| 1.3 硅基光开关研究现状与发展趋势 |
| 1.3.1 硅基光开关的总体研究现状 |
| 1.3.2 干涉型硅基光开关 |
| 1.3.3 谐振型硅基光开关 |
| 1.3.4 硅基光开关的发展趋势 |
| 1.4 本论文的创新点及主要内容 |
| 第二章 硅基光电子器件加工工艺与实验测试系统 |
| 2.1 硅基材料特性 |
| 2.2 硅基电光调制理论基础 |
| 2.2.1 电光效应 |
| 2.2.2 热光效应 |
| 2.3 硅基光电子器件加工工艺 |
| 2.4 实验仪器与测试系统搭建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 硅基电光开关的结构设计与仿真 |
| 3.1 光学结构的选取 |
| 3.1.1 MZI结构 |
| 3.1.2 谐振腔结构 |
| 3.2 电学结构的实现 |
| 3.3 脊状波导结构参数设计与FDTD仿真 |
| 3.3.1 脊状波导结构参数 |
| 3.3.2 参数设计与FDTD仿真 |
| 3.4 掺杂情况与PN区非对称结构的提出 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 硅基电光开关性能测试与分析 |
| 4.1 硅基电光开关的版图设计 |
| 4.2 实验电路设计 |
| 4.3 电光开关性能指标 |
| 4.4 无源测试 |
| 4.5 有源测试 |
| 4.5.1 直流测试 |
| 4.5.2 动态测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表文章 |
| 致谢 |
（2）聚合物电光热光混合集成光开关研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光通信领域发展潜力 |
| 1.2 光开关的市场需求 |
| 1.3 本论文的主要工作及创新点 |
| 第2章 光开关原理 |
| 2.1 光开关分类 |
| 2.2 光波导模式理论基础 |
| 2.3 实现光开关的方法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 电光热光混合光开关设计 |
| 3.1 聚合物材料性质 |
| 3.2 电光性质研究 |
| 3.3 热光性质研究 |
| 3.4 器件结构设计 |
| 3.5 版图设计 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 光开关工艺研究 |
| 4.1 光刻 |
| 4.2 刻蚀 |
| 4.3 合金（AM-I 设计与实现） |
| 4.4 蒸发 |
| 4.5 极化（PM-II 设计与实现） |
| 4.6 小结 |
| 第5章 光开关封装与测试技术 |
| 5.1 电极加载技术 |
| 5.2 小信号测试 |
| 5.3 大信号测试 |
| 5.4 高频线缆对测试信号的影响 |
| 5.5 光谱分析技术 |
| 5.6 热光谱扫描技术 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（3）低开关功率非线性环共振器全光开关原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光开关的研究目的和意义 |
| 1.2 光开关的分类 |
| 1.3 电控光开关的发展现状 |
| 1.4 光控光开关的研究现状及分析 |
| 1.5 光开关的特性参数 |
| 1.6 研究课题来源及论文主要研究内容 |
| 第2章 光纤传输、耦合及光纤环腔理论 |
| 2.1 光纤的非线性折射率 |
| 2.2 光纤传输理论 |
| 2.3 光纤耦合器理论 |
| 2.3.1 光纤耦合器结构 |
| 2.3.2 耦合模式方程 |
| 2.4 光纤环形共振腔理论 |
| 2.4.1 单耦合器环共振腔理论 |
| 2.4.2 双耦合器环共振腔理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 含光放大器的双耦合器环共振腔光开关 |
| 3.1 考虑损耗的双耦合器环共振腔光开关原理 |
| 3.2 用掺铒光纤放大器（EDFA）补偿损耗 |
| 3.2.1 掺铒光纤能级分布 |
| 3.2.2 掺铒光纤放大器工作原理 |
| 3.3 动态 DCRR 开关的开关参数 |
| 3.3.1 环腔精细度 |
| 3.3.2 阈值开关功率 |
| 3.3.3 阈值开关时间 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 含EDFA的双耦合器环共振腔的光双稳开关 |
| 4.1 光学双稳器件理论 |
| 4.2 双耦合器环共振腔的光双稳开关特性 |
| 4.2.1 不考虑损耗的环共振腔的光双稳开关 |
| 4.2.2 考虑损耗的环共振腔的光双稳开关 |
| 4.2.3 用放大器补偿损耗的必要性 |
| 4.3 不同参数对含 EDFA 环共振腔光双稳开关的影响 |
| 4.3.1 不同耦合器反射率对双稳开关的影响 |
| 4.3.2 不同掺铒光纤长度对双稳开关的影响 |
| 4.3.3 不同初相位对双稳开关的影响 |
| 4.3.4 不同耦合器插入损耗对双稳开关的影响 |
| 4.3.5 不同环内熔接损耗对双稳开关的影响 |
| 4.4 掺铒光纤放大器的增益特性分析 |
| 4.5 开关时间 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 纳米波导双耦合器环共振腔全光开关 |
| 5.1 纳米横截面的双耦合器环共振腔开关原理 |
| 5.2 纳米波导的双耦合器环共振腔的阈值功率 |
| 5.3 横截面积对双耦合器环共振腔阈值功率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于双光子吸收的双耦合器环共振腔全光开关 |
| 6.1 载流子吸收与色散 |
| 6.2 双光子吸收效应 |
| 6.3 双光子吸收导致的折射率变化 |
| 6.4 单耦合器环共振腔硅波导1×1 全光开关特性 |
| 6.5 基于双光子吸收的双耦合器环共振腔 1×2 全光开关特性 |
| 6.6 Kerr 效应与 TPA 效应的比较 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）含EDFA的光纤环腔全光开关的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究全光开关的意义 |
| 1.2 电控光开关的研究现状和分析 |
| 1.2.1 电光开关 |
| 1.2.2 微机电系统（MEMS）光开关 |
| 1.2.3 热光开关 |
| 1.2.4 液晶光开关 |
| 1.2.5 喷墨气泡光开关 |
| 1.2.6 声光光开关 |
| 1.2.7 磁光开关 |
| 1.3 光控光开关的研究现状和分析 |
| 1.3.1 非线性Mach-Zehnder 干涉仪型全光开关 |
| 1.3.2 非线性环镜（NOLM）全光开关 |
| 1.3.3 非线性光克尔全光开关 |
| 1.4 研究课题来源及论文主要研究内容 |
| 第2章 光纤环腔全光开关的理论基础 |
| 2.1 光纤弱耦合模理论 |
| 2.1.1 耦合模方程 |
| 2.1.2 耦合模方程的解 |
| 2.2 掺铒光纤放大器（EDFA）理论 |
| 2.2.1 掺铒光纤放大器的放大原理 |
| 2.2.2 掺铒光纤放大器的增益特性 |
| 2.3 光纤耦合器环型谐振腔光开关原理 |
| 2.3.1 忽略损耗时环型谐振腔的开关特性 |
| 2.3.2 考虑损耗时环型谐振腔的开关特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 含EDFA 的光纤环腔自泵浦全光开关的实验研究 |
| 3.1 含EDFA 的光纤环腔全光开关的原理 |
| 3.1.1 含EDFA 的光纤环腔全光开关的方程 |
| 3.1.2 开关特性 |
| 3.1.3 环腔精细度的计算 |
| 3.1.4 开关功率的计算 |
| 3.1.5 开关时间的计算 |
| 3.2 含EDFA 的光纤环腔自泵浦全光开关的实验 |
| 3.2.1 含EDFA 的光纤环腔全光开关的实验装置 |
| 3.2.2 掺铒光纤放大器（EDFA）的增益特性 |
| 3.2.3 EDFA 的增益与EDFA 和EDF 共同使用时的增益的比较 |
| 3.2.4 实验的实测参数与其理论计算 |
| 3.2.5 环腔谐振状态的调节 |
| 3.2.6 增大入射功率（自泵浦）时的反射率和透射率的测量 |
| 3.2.7 实验的结论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 调节EDFA 泵浦光实现的光纤环腔全光开关 |
| 4.1 由R_1=21.1%和R_2=50.5%的耦合器构成的环腔开 |
| 4.1.1 实验结果和分析 |
| 4.1.2 测量环腔中EDFA 的增益 |
| 4.1.3 改变入射功率对开关效果的影响 |
| 4.2 由R_1=51%和R_2=50.5%的耦合器构成的环腔开 |
| 4.2.1 改变入射功率对开关效果的影响 |
| 4.2.2 耦合器分光比对环腔开关的影响 |
| 4.3 开关时间的分析 |
| 4.4 实验误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）损耗在波导环腔全光开关中的作用和影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.3 研究课题的来源及论文的主要内容 |
| 第2章 损耗在单耦合器环腔中的作用 |
| 2.1 耦合器 |
| 2.2 单耦合器环腔 |
| 2.3 损耗的影响 |
| 2.4 Lipson 等人的实验结果 |
| 2.5 理论解释 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 损耗对环腔M—Z 干涉仪型光开关的影响 |
| 3.1 M—Z 干涉仪型光开关 |
| 3.1.1 普通M—Z 干涉仪型光开关 |
| 3.1.2 环腔M—Z 干涉仪型全光开关 |
| 3.2 损耗的影响及解决方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 双耦合器环腔全光开关及损耗对其影响 |
| 4.1 双耦合器环腔全光开关 |
| 4.2 损耗的影响 |
| 4.3 消除损耗影响的方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）光纤环腔的开关特性和双稳特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 全光开关研究的意义 |
| 1.2 全光开关研究的现状 |
| 1.2.1 非线性耦合器型全光开关 |
| 1.2.2 Mach-Zehnder干涉型全光开关 |
| 1.2.3 非线性萨格奈克干涉仪型全光开关 |
| 1.3 光学双稳态的研究现状 |
| 1.4 研究课题来源及论文主要研究内容 |
| 第2章 光纤弱耦合模理论和掺铒光纤放大理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弱耦合模理论 |
| 2.2.1 有效耦合条件 |
| 2.2.2 弱耦合波方程的解 |
| 2.3 掺铒光纤放大理论 |
| 2.4 共振非线性响应时间 |
| 2.5 保偏光纤及保偏耦合器 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 光纤型双耦合器环腔全光开关的理论研究 |
| 3.1 光纤型双耦合器环腔全光开关结构 |
| 3.2 光纤型双耦合器环腔全光开关理论研究 |
| 3.3 带有EDFA的光纤型双耦合器环腔全光开关 |
| 3.3.1 带有EDFA的光纤型双耦合器环腔全光开关 |
| 3.3.2 环腔精细度的计算 |
| 3.3.3 特定条件下全光开关的开关功率计算 |
| 3.3.4 全光开关的开关时间的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤耦合器环腔的双稳特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤型单耦合器环腔的双稳器件 |
| 4.2.1 普通光纤单耦合器环腔的双稳器件 |
| 4.2.2 环腔用掺铒光纤来代替的单耦合器环腔的双稳器件 |
| 4.3 光纤型双耦合器环腔的双稳器件 |
| 4.3.1 光纤型双耦合器环腔的双稳器件反射端的双稳情况 |
| 4.3.2 光纤型双耦合器环腔的双稳器件透射端的双稳情况 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 掺铒光纤环腔双稳开关的设计 |
| 5.1 掺铒光纤环腔双稳开关 |
| 5.2 掺铒光纤环腔双稳开关参数的选取 |
| 5.3 环腔精细度和开关时间的计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）MOEMS光开关封装的设计与制作（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全光网络 |
| 1.2 全光网络中的光开关 |
| 1.3 MOEMS 光开关 |
| 1.4 本课题的研究意义及主要内容 |
| 第二章 准直、耦合系统理论设计 |
| 2.1 单模光纤的模场理论 |
| 2.2 高斯光束准直方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 准直、耦合系统制作技术基础 |
| 3.1 单晶硅晶格结构分析 |
| 3.2 硅的湿法刻蚀 |
| 3.3 （100）硅片上三维结构的制作 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 MOEMS 光开关准直封装的技术研究 |
| 4.1 球透镜自对准方案 |
| 4.2 准直器V 型槽基座定位准直方案 |
| 4.3 基座制作 |
| 4.4 封装 |
| 4.5 光学性能的测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 MOEMS 光开关插入损耗的分析 |
| 5.1 光开关的插入损耗 |
| 5.2 C-LENS 准直器的损耗分析 |
| 5.3 反射镜镜面对损耗的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 申请发明专利情况 |
（8）武汉市光电子产业发展战略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的来源、研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究的现状及存在的不足 |
| 1.3 研究目标和内容 |
| 2 光电子产业总体现状与发展趋势 |
| 2.1 光电子产业概述 |
| 2.2 世界光电子产业发展概况 |
| 2.3 我国光电子产业发展分析 |
| 3 武汉市光电子产业竞争力分析 |
| 3.1 武汉市在光电子领域的人才和技术优势 |
| 3.2 武汉市在光电子领域的产业优势 |
| 3.3 武汉光电子产业发展面临的主要问题 |
| 3.4 武汉市光电子产业面临的机遇和挑战 |
| 4 武汉市光电子产业发展重点预测 |
| 4.1 国内光电子产业市场需求分析 |
| 4.2 武汉市光电子产业发展中支柱产业预测 |
| 5 武汉市光电子产业发展战略制定 |
| 5.1 战略定位与目标 |
| 5.2 战略重点 |
| 5.3 战略措施 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 注释 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参与研究的主要科研课题 |
（9）玻璃光波导功分器理论、技术及其光学特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 离子交换玻璃波导研究现状 |
| 1.3 光功分器的发展状况 |
| 1.3.1 产业前景 |
| 1.3.2 结构 |
| 1.3.3 技术指标 |
| 1.4 本论文的目的和主要内容 |
| 1.4.1 本论文的目的和意义 |
| 1.4.2 本论文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 玻璃波导离子交换理论 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 离子交换玻璃过程和产生折射率变化的机理 |
| 2.2.1 熔盐与玻璃之间离子交换平衡 |
| 2.2.2 熔盐对 Tl~+-Na~+之间离子交换平衡有影响 |
| 2.2.3 离子置换作用引起的折射率变化 |
| 2.2.4 扩散方程 |
| 2.3 玻璃波导形成理论分析 |
| 2.3.1 折射率分布 |
| 2.3.2 折射率分布与浓度分布之间的关系 |
| 2.3.3 Tl~+-Na~+离子交换的扩散动力学 |
| 2.3.4 应力和扩散之间的关系 |
| 2.3.5 内电场的起源及其对离子交换的影响 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光在掩埋式波导中的传输 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 平面介质光波导传输理论 |
| 3.2.1 平面介质光波导的线光学模型 |
| 3.2.2 渐变折射率分布光波导的电磁理论 |
| 3.3 光在掩埋波导中传输分析 |
| 3.3.1 掩埋波导的传输特性 |
| 3.3.2 掩埋波导的损耗 |
| 3.3.3 掩埋波导模的定解问题及解 |
| 3.4 掩埋S型波导模的传输 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光功分器光路优化设计 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 离子交换波导功分器整体设计 |
| 4.2.1 离子交换分支波导 |
| 4.2.2 对称S型分支波导 |
| 4.2.3 不对称 S 型分支波导 |
| 4.2.4 定向分路设计 |
| 4.3 低损耗功分器S型弯曲路径的优化设计 |
| 4.3.1 S 型波导结构损耗的理论分析 |
| 4.3.2 S 型波导弯曲路径设计 |
| 4.3.3 S 型波导结构模拟实验 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 玻璃光波导功分器的工艺制作 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 波导的制备 |
| 5.2.1 BPM 模拟设计 |
| 5.2.2 模版制作 |
| 5.2.3 玻璃板制备 |
| 5.2.4 掩钛膜制备 |
| 5.2.5 钛膜基片光刻 |
| 5.2.6 Tl~+-Na~+离子交换 |
| 5.3 波导功分器的精细加工 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 光波导功分器光学特性的测试 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 六个区域浓度分布 |
| 6.3 插入损耗测试 |
| 6.4 近场模式测试 |
| 6.5 低损耗波段测试 |
| 6.6 分光比测试 |
| 6.7 附加损耗测试 |
| 6.8 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论 |
| 附录 |
| 攻读博士期间科研成果 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（10）MOEMS光开关阵列芯片的研究（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1 全光通信中的光开关 |
| 1.1.1 全光通信网络 |
| 1.1.2 光开关在全光通信网络中的应用 |
| 1.1.3 光开关的市场分析 |
| 1.1.4 各种光开关技术的比较 |
| 1.2 MOEMS 光开关 |
| 1.2.1 MOEMS 技术 |
| 1.2.2 MOEMS 光开关的研究现状 |
| 1.2.3 MOEMS 光开关的主要驱动形式 |
| 1.3 本论文的研究意义、研究内容和研究方法 |
| 第2章 MOEMS 光开关的结构设计 |
| 2.1 8×8 MOEMS 阵列光开关 |
| 2.2 微反射镜阵列芯片的光学设计 |
| 2.2.1 微反射镜反射面的尺寸设计 |
| 2.2.2 微反射镜表面的反射特性 |
| 2.2.3 微反射镜金反射膜偏振特性的研究 |
| 2.2.4 微反射镜表面的散射特性对插入损耗的影响 |
| 2.2.5 MOEMS 光开关光学设计总结 |
| 2.3 MOEMS 光开关的机电结构设计 |
| 2.3.1 MOEMS 光开关静电力矩的分析 |
| 2.3.2 MOEMS 光开关的驱动电压 |
| 2.3.3 光开关的驱动电压和结构参数之间的关系 |
| 2.3.4 光开关的固有频率分析 |
| 2.3.5 光开关的动态响应分析 |
| 2.3.6 光开关机电结构设计总结 |
| 2.4 MOEMS 光开关结构设计总结 |
| 第3章 MOEMS 光开关的有限元分析 |
| 3.1 MOEMS 光开关结构的建模 |
| 3.2 MOEMS 光开关结构的应力分析 |
| 3.3 MOEMS 光开关各阶模态频率的分析 |
| 3.4 MOEMS 光开关有限元分析总结 |
| 第4章 MOEMS 光开关芯片制作技术研究 |
| 4.1 (110)单晶硅的各向异性腐蚀机理 |
| 4.2 MOEMS 光开关阵列芯片工艺步骤的设计 |
| 4.3 MOEMS 光开关阵列掩蔽图形的制作 |
| 4.4 光开关微反射镜阵列的各向异性腐蚀实验 |
| 4.4.1 KOH 各向异性腐蚀实验设计 |
| 4.4.2 MOEMS 光开关微反射镜阵列的实验结果 |
| 4.5 微反射镜阵列各向异性腐蚀实验结果分析 |
| 4.5.1 各向异性腐蚀掩蔽层的应力问题和解决方法 |
| 4.5.2 微反射镜两端的凸角腐蚀以及凸角补偿问题 |
| 4.6 本章总结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
四、2005年前的光开关市场与前景（论文参考文献）
- [1]基于马赫曾德尔结构的硅基光开关的设计研究[D]. 陆烨凯. 南京大学, 2018(09)
- [2]聚合物电光热光混合集成光开关研究[D]. 曹子谏. 吉林大学, 2012(03)
- [3]低开关功率非线性环共振器全光开关原理研究[D]. 窦娜. 哈尔滨工业大学, 2008(03)
- [4]含EDFA的光纤环腔全光开关的实验研究[D]. 夏长超. 哈尔滨工业大学, 2007(02)
- [5]损耗在波导环腔全光开关中的作用和影响[D]. 陈小林. 哈尔滨工业大学, 2006(04)
- [6]光纤环腔的开关特性和双稳特性[D]. 陈金龙. 哈尔滨工业大学, 2006(04)
- [7]MOEMS光开关封装的设计与制作[D]. 赵莉娜. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2006(05)
- [8]武汉市光电子产业发展战略研究[D]. 陈凌. 华中科技大学, 2005(04)
- [9]玻璃光波导功分器理论、技术及其光学特性研究[D]. 周自刚. 苏州大学, 2005(04)
- [10]MOEMS光开关阵列芯片的研究[D]. 兰卫华. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2005(04)