提出一种新颖的双路上/下载光分插复用器(OADM)结构设计方案,可实现DWDM全光通信网中两路不同 波长信号同时上/下话路功能。该上/下载光分插复用器由偏振分束组合棱镜,λ/4波片、直角棱镜、全反镜和偏振光调制器组成。各信号光首先被分解为於偏振光分量和s-偏振光分量,其偏振状态通过偏振光调制器来控制,在主光路输出端口和下载光路输出端口将各信号光的p-,s-偏振光分量重新合并后输出, 实现上/下载任意一路波长信号或同时上/下载两路波长信号。该上/下载光分插复用器结构具有灵活性强, 与偏振无关,光学元件少,结构紧凑,易于光学装配和调试等特点。

带光输人光输出窗口的CMOS-SEED集成芯片,充分发挥了电的逻辑优势和光的互连优势。设计了CMOS集成电路版图,在HP公司采用0.35 μm的生产工艺投片, 由Bell实验室提供SEED列阵并完成倒装焊工艺,成功研制出了带光输入光输出窗口的CMOS-SEED集成芯片。并用该芯片设计制作了自由空间16×16 Crossbar光学交换模块,实现了16×16光信号的Crossbar网络交换。

根据光交换网络中光逻辑FET-SEED灵巧像元器件光窗分布的要求,设计制作了一种具有非等间距光点列阵的位相计算全息光栅,采用波长为0.85 μm的半导体激光器作泵浦光源,光点列阵数为16×16,组内光点间距与组间光点间距之比为14,光强抑制比小于3%。

制作了光互连用8×8多量子阱空间光调制器, 测量了其耐压特性、模式均匀性、对比度和插入损耗等。使用Dammann光栅分束器将半导体激光束分成等光强的64路并将其照射到多量子阱空间光调制器上, 测量了其调制特性

提出了一种新型的具有灵活扩充能力的分块式纵横制(Crossbar)光互连网络体系结构,并给出了该网络在最大扩充时光学子系统的物理实现及相应的一些实验结果。该体系结构中可采用自电光效应(SEED)器件作为高速光调制器,采用在单块GaAs基片上集成的场效应晶体管-自电光效应器件(FET-SEED)作为逻辑光开关器件。这种分块式网络体系结构,可以灵活地采用编码规则和选择一块、二块或四块场效应晶体管-自电光效应器件来提供可扩充的光接收模块的数目,解决了常规纵横制网络不易扩充的问题。但该种网络的最大规模为32×32。这种网络体系结构用在构造分布式多个计算机组成的网络计算应用中特别理想,在同步数字系列交叉互连系统的交叉连接矩阵的实现中也很有竞争力。

采用简化的综合设计方法,对偶数大点阵位相计算全息光栅进行了优化设计和分析,实验上研制出用于光互连模块的64×64大点阵位相计算全息光栅分束器,优化设计一维衍射效率为80.1%,光强不均匀性小于0.3%。

在一块印刷电路板上通过将自电光效应器件(SEED)与GaAs埸效应晶体管(FET)进行互连制作了一种简单的场效应晶体管-自电光效应器件(FET-SEED)灵巧像素。这种灵巧像素由一个输入自电光效应器件,一个输出自电光效应器件及一个GaAs场效应晶体管放大器构成。设计了一个光学系统,在这个系统上对这种灵巧像素进行了演示及测试,并对其工作原理及过程进行了描述。

采用FET-SEED灵巧像素技术分别设计出了直接控制方式下(2,1,1)结点(或2×1结点),直接控制和嵌入控制方式下(2,2,2)结点及2×2结点,为制作这些器件提供了依据。

光学榕树网络的快速控制需要在全混洗网络和光学植树网络间进行快速的相互转换。分别给出了光学榕树网络转换成全混洗网络及全混洗网络转换成光学植树网络时结点、链路、输入端口、输出端口的映射规则,并用电子学进行快速实现。

光学Comega网络是一种新颖的易于光学实现的多级光互连网络。本文对该网络结构及特性进行了详细分析，得到了该网络的互连函数，并给出了它与Staran、Crossover、Omega、Banyan及基准等常见网络的拓扑等价证明。