微光學(xué)元件在光交換中的應(yīng)用研究.pdf

1、微光學(xué)是光學(xué)、微電子學(xué)和微機(jī)械學(xué)互相滲透、相互交叉而形成的一門新的學(xué)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(diǎn)與站點(diǎn)、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(xiàng)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(xué)、微光學(xué)、二元光學(xué)、信息光學(xué)等理論和大規(guī)模集成電路(VLSI)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)等技術(shù)相結(jié)合,從理論上對深浮雕微閃耀光柵實(shí)現(xiàn)全混洗變換(Perfect Shuffle,P

2、S)進(jìn)行了研究.提出了一種新的微光學(xué)元件的集成功能模塊,用于實(shí)現(xiàn)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(shù)學(xué)定義和矩陣描述,尤其是補(bǔ)充了對左逆混洗和右逆混洗變換特點(diǎn)的比較和分析;并對衍射光學(xué)元件的衍射特性進(jìn)行理論分析,同時對用深浮雕微閃耀光柵實(shí)現(xiàn)PS變換進(jìn)行深入的衍射理論研究;接著對微光學(xué)元件的制作參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究,建立了可直接用于指導(dǎo)任意信道數(shù)PS變換模塊設(shè)計(jì)的理論公式;在此基礎(chǔ)上,通過對各種光互連網(wǎng)絡(luò),Omega、Co

3、mega、Bens、Clos、Banyan、Butterfly、Crossover等的特點(diǎn)的分析和比較,提出用二元光學(xué)PS模塊構(gòu)建可重排無阻塞的雙Omega網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)了PS變換的問題;(2)提出了利用深浮雕微閃耀光柵列陣實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)工作,給出了制作參數(shù).該集成模塊可以實(shí)