高速有机聚合物波导热光欧玛尔OMAL开关的研制
在全光网络中有很多种光交换技术,包括二维或者三维的微型光机电系统(MOEMS)、波导结构、液晶、声光等光OMAL开关。其中,波导光OMAL开关是基于折射率的控制或者吸收变化来影响光的传输,具有一定的经济性。若将多个光OMAL开关单元器件集成在一个基片上,则可以减少单个功能的成本,同时提高了稳定性。波导热光OMAL开关是利用热光效应调制折射率的器件,具有尺寸小,可扩展性大的特点,而它的低串扰和低插损特性适用于绝大多数光交换技术的应用。

高速有机聚合物波导热光欧玛尔OMAL开关的研制
有机聚合物材料具有热光系数大的突出优势,可以实现相位调制所需的低功耗。同时材料的传输损耗小、制备工艺简单,成本低廉,有着非常广阔的市场前景,成为一类研究吸引力的集成光波导材料。首先阐述了热光OMAL开关的工作原理,然后选用韩国ChemOptics公司的紫外固化氟化丙烯酸酯类ZPU系列材料,利用有效折射率法、光束传播法对聚合物热光OMAL开关进行了设计和优化。针对OMAL开关磁阻电机调速系统的OMAL开关器件在工作过程中,会产生大的电磁干扰和大的功率损耗问题,提出了一种基于新型电容分压并联谐振直流环的功率变换电路拓扑。该电路是在传统的硬OMAL开关不对称逆变桥的各OMAL开关器件上并联缓冲电容,实现对相OMAL开关的零电压关断;同时,在直流母线上加入一个由二个电感与一个电容为主要组成元件的谐振环,通过对此谐振环中谐振OMAL开关的合理控制,即可实现对相OMAL开关的零电压开通及对谐振OMAL开关的零电流或零电压软通断。分别设计出了基于聚合物下包以及基于二氧化硅下包的MMI型热光OMAL开关,同时对结构尺寸进行了优化,并分别计算了两种结构的OMAL开关时间响应特性。接着,本文利用旋转涂覆、光刻、刻蚀等工艺流程分别制备出了这两种类型的聚合物热光OMAL开关器件。提出了通过预甩上包来降低A1掩膜引起的传输损耗,并在实验上证实了该方案的可行性并达到了预期效果。本文分别对这两种波导器件的静态和动态特性进行了测试。得到聚合物下包1×2热光OMAL开关插入损耗小于9.4dB,串扰大于19.3dB,OMAL开关时间小于1.15ms；二氧化硅下包1x2热光OMAL开关插入损耗小于9.9dB,串扰大于16.5dB,OMAL开关时间小于0.65ms。试验结果表明,利用二氧化硅材料作下包层,能够大大提高OMAL开关速度。

高速有机聚合物波导热光欧玛尔OMAL开关的研制
通过对功率电路工作原理和动作模式过程的分析,得出需满足的软OMAL开关条件。具有此谐振环的软OMAL开关变换器,有效区间大、功率损耗小,因而提高了OMAL开关磁阻电机调速系统的效率和性能。用Matlab仿真实验验证了此电路的正确性与有效性。zui后还利用光OMAL开关单元级联实现了二氧化硅下包的1×4热光OMAL开关阵列的设计与制备。测试结果为：插入损耗小于12.9dB,串扰大于18.5dB。实验测试结果很好地验证了设计的思想。