光折变自选通光开关技术研究

论文摘要

本文通过比较几类光开关器件，指出它们各自的优缺点，对利用体全息技术制作光开关的新方法做了较为深入的研究，并就该器件的设计原理、制作方法等一系列问题展开了讨论。 首先应用耦合波理论对体全息光栅的衍射效率以及角度选择性和波长选择性等衍射特性进行了分析。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选择、编码方法以及写入光路等关键技术。研究表明： （1） 铁掺杂的铌酸锂晶体（LiNO3:Fe）是用于体全息光开关记录介质的最佳材料，由于铌酸锂晶体的尺寸可以做得较大，因此它具有诸如大的存储容量、高的角度选择性、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。 （2） 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）的入射光路作为本全息光开关的写入光路。 在上述的研究基础上，设计出基于体全息技术的相位选择型1×3全息光开关的试验方案，提出了波长相位角度混合编码的写入技术，并进行了初步的实验研究。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 WDM系统基本原理
• 1.2 WDM系统中的关键器件一光开关
• 1.2.1 液晶光开关
• 1.2.2 微电子机械光开关
• 1.2.3 热光效应光开关
• 1.2.4 全息光栅开关
• 1.2.5 声光开关
• 1.3 基于光折变体全息技术的自选通光开关
• 1.4 本论文的研究内容
• 第二章 光折变效应机理
• 2.1 光折变效应动力学方程一带运输模型
• 2.2 光致空间电荷场和相位栅
• 2.2.1 调制光照和相位栅的写入
• 2.2.2 空间电荷场的饱和极限
• 第三章 光折变体全息理论
• 3.1 体光栅与布拉格衍射
• 3.2 体光栅的耦合波理论
• 3.3 体光栅的选择性
• 3.3.1 角度选择性
• 3.3.2 波长选择性
• 3.3.3 随机相位选择性
• 第四章 光折变自选通光开关技术研究
• 4.1 光折变自选通光开关的相关编码技术
• 4.1.1 角度编码
• 4.1.2 相位编码及其构成
• 4.1.3 波长编码
• 4.1.4 混合编码技术的试验研究
• 4.2 光折变自选通光开关的试验研究
• 4.2.1 光折变全息光开关的实验光路图
• 4.2.2 单一波长的相位选择型1×3光开关
• 4.2.3 单一相位的波长选择型1×3光开关
• 4.2.4 多波长多相位的波长相位选择型1×N光开关
• 第五章 小结
• 5.1 论文总结
• 5.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果