微光學元件在光交換中的應用研究.pdf

1、微光學是光學、微電子學和微機械學互相滲透、相互交叉而形成的一門新的學科.在光纖通信和光信息處理中具有重要的作用,可以完成站點與站點、系統(tǒng)與系統(tǒng)、板與板、芯片與芯片以及各邏輯處理單元之間的光信號連接、多項式求值、排序、快速傅立葉變換、矩陣變換等功能.該文將微電子學、微光學、二元光學、信息光學等理論和大規(guī)模集成電路(VLSI)、計算機輔助設計(CAD)等技術相結合,從理論上對深浮雕微閃耀光柵實現全混洗變換(Perfect Shuffle,P

2、S)進行了研究.提出了一種新的微光學元件的集成功能模塊,用于實現光交換和全光排序.該文首先較為全面地分析了各種混洗的數學定義和矩陣描述,尤其是補充了對左逆混洗和右逆混洗變換特點的比較和分析;并對衍射光學元件的衍射特性進行理論分析,同時對用深浮雕微閃耀光柵實現PS變換進行深入的衍射理論研究;接著對微光學元件的制作參數進行設計和研究,建立了可直接用于指導任意信道數PS變換模塊設計的理論公式;在此基礎上,通過對各種光互連網絡,Omega、Co

3、mega、Bens、Clos、Banyan、Butterfly、Crossover等的特點的分析和比較,提出用二元光學PS模塊構建可重排無阻塞的雙Omega網絡的方案,可完成輸入信號按任意序列的輸出和排序.該文工作的主要成果:(1)在理論上解決了利用深浮雕微閃耀光柵實現了PS變換的問題;(2)提出了利用深浮雕微閃耀光柵列陣實現光交換和全光排序的集成功能模塊的方案,并完成了對這一集成功能模塊的具體設計工作,給出了制作參數.該集成模塊可以實