摘要：有别于传统的偶数端口对称型光开关设计,本文采用积木叠层方法设计,结构非对称、奇数端口的2×3和3×3光开关;各光开关基本功能单元结构类似,均由偏振光分束器(PBS)、相位型空间光调制器(PSLM)和反射镜组成;利用成熟的偏振控制技术实现信号光的控制和路由选择,有效避免路径的冲突与阻塞。这种设计具有结构简单紧凑、控制方便灵活、双向操作、与偏振无关、即插即用、易集成、易扩容和升级等特点。对2×2光开关单元的实验分析表明,该光开关插损小、串扰低和可靠性高,对于构建大规模的奇数端口和非对称结构的交换矩阵有帮助。

摘要：提出了一种超分辨波长调控变焦超透镜的设计方法,同时对相位、色散、振幅进行调控,在提升超透镜轴向变焦能力的基础上,采用分层粒子群优化(HPSO)算法不断压缩超透镜的点扩散函数,使超透镜的半峰全宽(FWHM)不断逼近甚至小于衍射极限0.5λ/NA(NA为数值孔径)。作为理论验证,设计了一种工作在68~80μm波长范围内的超分辨波长调控变焦超透镜。仿真结果表明,其轴向变焦能力约为常规衍射超透镜的1.52倍,在73~78μm波长范围内的横向分辨率小于衍射极限。

摘要：首先,对无阻塞的Clos(2,4,2)光网络的拓扑结构和光学实现进行了理论分析;其次,利用偏振光分束器(PBS)、相位型空间光调制器(PSLM)和反射镜设计1×2、2×2和2×4光开关。进而设计无阻塞的Clos(2,4,2)光网络,并讨论了n×m型光开光的设计原则和升级能力。最后,通过实验测试,光开关的串扰最低可以达到-24.0dB,插入损耗最低为0.54dB。理论分析和实验表明,该光开关所用器件少,具有结构简单紧凑、控制灵活方便和功能实现与信号光的偏振态无关等特点。

摘要：光互连技术相比于电互连等传统通信技术具有带宽大、能耗低、抗干扰等系列优势,正在逐渐成为短距离、甚短距离数据终端间通信的重要手段和发展趋势.基于绝缘体上硅的片上光互连技术作为光互连在芯片尺度上的实现,在一系列复用技术的支持下得到了非常广泛的应用.智能设计方法具有原理直观、设计自由度高、材料兼容性好等优点.随着智能设计方法在片上光互连器件设计活动中的广泛应用,目前片上光互连器件逐渐呈现出超紧凑化、可调控化、系统集成化等重要发展趋势.本文首先归纳了几种目前最常用的片上光互连器件的智能设计方法,然后详细分析了智能化设计的片上光互连器件的几个重大研究进展与趋势,最后对未来智能化设计的片上光互连器件的发展进行了展望.

摘要：为了避免完全无阻塞型crossbar网络拓扑结构复杂、硬件成本高的缺点,以及可重排无阻塞型多级光互连网络链路函数不一致引起的光学实现困难等问题,提出和设计具有相同链路结构的多级光互连网络,对其拓扑结构进行详细的分析与比较,将其路由算法进行优化,并用于8×8omega+omega网络的路由判断和节点状态的确定。结果表明,该多级混洗光互连网络具有结构简单、操作性强、控制灵活、路由算法时间短、路径选择简并度高和易扩容升级等特点,能够实现输入信号的完全无阻塞输出与排序。

摘要：运用严格耦合波理论对亚波长光栅的模场分布进行讨论,通过位相匹配方程建立衍射级、光栅矢量和波导传输常数的关系,得到波导光栅实现偏振分束功能时对应的设计参数;针对布拉格反射层良好的反射特性,设计了一种亚波长偏振分束器。为了提高光栅的耦合效率,在基底增加Bragg反射层,将传统偏振分束器的透射光反射,与输入光相干叠加,满足相位匹配条件后耦合输出,使耦合效率大大增加。

摘要：随着红外探测技术手段的多样化发展,红外隐身技术的需求日益迫切。由于传统的红外隐身技术面临着多途径目标探测和多功能兼容的严峻挑战,因此研究光学微纳结构红外隐身技术有着十分重要的意义。基于局域共振机制的亚波长尺度的光学微纳结构,极大地丰富了人们对光的传输行为的调控。在红外隐身技术领域,光学微纳结构可以针对红外辐射特性进行材料和结构的精细化设计,从而满足理想红外隐身发射光谱的需求,为发展更加多光谱、多功能、自适应的红外隐身技术提供全新的解决方案。文中围绕红外隐身技术的相关研究,首先介绍了多层薄膜吸收体、金属表面等离子激元、基于相变材料薄膜可调吸收体、智能化设计光学微纳结构实现光谱响应的基本原理,在此基础上,重点回顾了近年来基于光学微纳结构的红外隐身技术新特点,包括多光谱红外隐身技术、多功能红外隐身技术、自适应红外隐身技术的发展现状。最后,梳理了光学微纳结构红外隐身技术所存在的不足及面临的困难并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

摘要：由节点开关单元按照一定的连接规则所构成的光互连网络,在全光通信和光信息处理中具有重要的应用。基于节点开关一般实现光信号的直通和交换功能的特点,利用成熟的偏振光控制技术,通过位相型空间光调制器对信号光偏振态的控制,完成信号的路由和开关动作,从而设计出具有直通、交换、上播和下播功能的节点交换开关。与传统设计思想相比,该方法不仅能够充分利用信号光的能量,有效的减少光能量的损耗,而且还具有与偏振无关等特点。该四功能交换开关,对于优化和拓展光互连网络的结构和功能具有一定的意义。

摘要：针对现有高阶变分模型不能很好保持边界的问题,引入卷积后的一阶梯度信息作为二阶导数的加权函数,建立了一个新的高阶变分能量泛函,并得到了四阶偏微分方程扩散模型。在加权系数的构造中,在分析经典二阶全变分扩散模型结构的基础上,给出了具有一定边缘保持能力的加权函数设计方案。此加权函数可判断图像局部区域结构,自适应调整扩散速度,有利于在扩散中保留细节。数值实验表明,该模型可以有效去除噪声,消除阶梯效应,避免边界振荡,具有较好的边界保持性质。

摘要：为提升光镊在三维空间中对粒子的捕获性能,本文设计和分析了新型的双阱和多阱超透镜光镊方案.首先基于低损耗相变材料Sb_(2)S_(3)设计了可控超透镜双阱光镊,并对两个半径为250 mm的SiO_(2)粒子所受光力进行了矢量横向分析和轴向分析.仿真实验结果表明,当Sb_(2)S_(3)在晶态下时,超透镜捕获的两个粒子的横向光阱刚度k_(x)分别达到了约25.7 pN/(μm·W)和37.4 pN/(μm·W),轴向光阱刚度k_(z)均约为10.0 pN/(μm·W);而当Sb_(2)S_(3)在非晶态下时,k_(x)和k_(z)值均降低到其对应晶态下的1/10,且此时粒子在z方向上不能被稳定捕获,从而实现了在三维空间中对粒子的可控捕获.进一步本文给出了阵列式的可控多阱光镊.通过调控相变材料Sb_(2)S_(3)的晶态和非晶态,能形成不同组合粒子的三维捕获方案.这些新型可控光镊可实现多种方式的三维空间粒子捕获,提高了光镊的灵活性,为超透镜在光镊领域中的应用提供了一种新思路.