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第0章　引言1

0.1 光交换网络及其发展历程2

0.2　光开关的性能参数5

0.3　光开关矩阵的性能参数6

第1章 电光开关9

1.1 晶体中的电光效应11

1.1.1 光在晶体中的传播特性11

1.1.2　铌酸锂晶体的电光特性14

1.2　马赫-泽德干涉型（MZI）电光开关17

1.3　定向耦合器电光开关19

1.3.1　波导中的耦合模理论19

1.3.2　定向耦合器型电光开关21

1.4　Y分叉型电光开关23

1.5　多模电光开关28

1.6　掺镧锆钛酸铅（PLZT）电光开关29

1.6.1 PLZT的电光特性30

1.6.2　PLZT电光开关31

1.7　PLZT电光开关的商业应用33

参考文献34

第2章 MEMS光开关37

2.1　MEMS光开关的工作原理和驱动方式38

2.1.1　MEMS光开关的工作原理38

2.1.2　MEMS光开关的驱动技术40

2.2　MEMS光开关的结构42

2.2.1　二维平面结构MEMS光开关42

2.2.2　三维空间光束结构MEMS光开关45

2.3　MEMS光开关的设计与制作46

2.3.1　高斯光束及损耗46

2.3.2　光束成像系统47

2.3.3　光程变化的影响48

2.3.4　偏振相关损耗48

2.3.5　MEMS开关的制作工艺49

2.4　MEMS光开关的集成51

2.4.1 传统矩阵型MEMS光开关架构51

2.4.2　L型MEMS光开关架构52

2.4.3　Spark-Benes型MEMS光开关架构54

2.4.4　5镜型MEMS光开关架构55

2.4.5　大规模MEMS光开关的集成架构57

2.5　MEMS光开关的商业应用58

参考文献59

第3章　声光开关61

3.1 晶体中的声光效应62

3.1.1　声致折射率调制62

3.1.2　声致布喇格衍射63

3.2　基于光束偏振的声光开关66

3.2.1　声光耦合模方程66

3.2.2　声光开关的工作原理67

3.2.3 AOTF的理论分析及制作69

3.3　其他类型的声光开关73

3.4　声光开关的商业应用74

参考文献75

第4章　热光开关77

4.1　热光开关的结构和工作原理78

4.1.1　光波导中的热光效应78

4.1.2　定向耦合器热光开关80

4.1.3　M-Z干涉仪热光开关81

4.1.4　数字热光开关82

4.2　热光开关的设计和制作83

4.2.1　硅基热光开关83

4.2.2　聚合物热光开关84

4.3　热光开关的商业应用84

参考文献86

第5章　全光开关89

5.1　基于非线性光学环路镜的全光开关90

5.2　马赫-泽德型光控光开关94

5.3　基于SOA的全光开关95

5.3.1 基于太赫兹光非对称解复用器的全光开关95

5.3.2　基于UNI的全光开关97

5.4　光子晶体全光开关98

5.4.1　通过光子带隙迁移99

5.4.2　通过缺陷模式迁移100

5.4.3　通过非线性频率转换100

5.4.4　利用光子态密度100

5.4.5　利用双稳态101

5.4.6　利用波导和微腔的耦合101

5.5　几种光开关的性能分析和比较102

参考文献103

第6章　光交换矩阵105

6.1 光交换矩阵的特性106

6.2　空间交换矩阵108

6.2.1　基本光开关模型108

6.2.2　Crossbar交换矩阵109

6.2.3　Clos交换矩阵111

6.2.4　Benes交换矩阵113

6.2.5　Spanke交换矩阵114

6.3　交换矩阵的连接控制算法115

6.3.1　路径搜索算法116

6.3.2　重排算法119

6.4　AWG交换121

6.4.1　AWG的结构和原理122

6.4.2　AWG波长路由选择器122

6.5　波长选择开关交换127

6.5.1　波长选择开关127

6.5.2　基于MEMS的波长选择开关128

6.5.3　基于AOTF的波长选择开关131

参考文献135

第7章　光电路交换137

7.1　光电路交换概述138

7.1.1　光电路交换的原理138

7.1.2　光路保护及恢复142

7.2 自动交换光网络150

7.2.1　传送平面152

7.2.2　控制平面152

7.2.3　管理平面157

7.2.4　DCN158

7.2.5　接口和参考点158

7.3　光电路交换商用系统159

参考文献161

第8章　光分组交换163

8.1　光分组交换（OPS）164

8.1.1　光分组交换的原理164

8.1.2　光分组交换网络的关键技术169

8.2　光突发交换（OBS）173

8.2.1　OBS网络原理174

8.2.2　OBS网络节点结构174

8.2.3　OBS网络关键技术176

8.3　光分组交换技术的应用183

8.3.1　光突发交换试验平台与现场实验183

8.3.2　基于OBS的以太网EtherBurst184

参考文献186

第9章　光子网格189

9.1 网格技术190

9.2　光子网格技术192

9.2.1 基于OCS网络的光子网格193

9.2.2　基于OBS网络的光子网格195

9.2.3　基于OBS/OCS混合式网络的光子网格200

参考文献202