基于硅基定向耦合器的单纤三向器设计

设计了基于硅基二氧化硅定向耦合器的光纤到户单纤三向器.通过定向耦合器耦合系数对波长的信赖性,在相同的耦合长度下实现单纤三向器三个波长(1310nm,1490nm和1550nm)的全周期耦合或半周期耦合,使三个波长信号从不同的耦合臂输出,完成三向器粗分波功能.有限差分束传播法(FD-BPM)模拟结果表明三向器损耗小于0.5dB,三个响应波长的1dB带宽即可满足ITU.984带宽要求,最优串扰为-14dB.

A High-Efficiency Fiber-to-Waveguide Coupler with Low Polarization Dependence Using a Diluted Waveguide in InP Substrate with a 1.55μm Wavelength

We propose a fiber-to-waveguide coupler for side-illuminated p-i-n photodiodes to obtain high responsivity and low polarization dependence that is grown on InP substrate and is suitable for surface hybrid integration in low cost modules. The fiber-to-waveguide coupler is based on a diluted waveguide,which is composed of ten periods of undoped 120nm InP/80nm InGaAsP （1.05μm bandgap） multiple layers. Using the semi-vectorial three dimensional beam propagation method （BPM） with the central difference scheme,the coupling efficiency of fiber-to-waveguide under different conditions is simulated and studied,and the optimized conditions for fiber-to-waveguide coupling are obtained. For TE-like and TM-like modes,the calculated maximum coupling efficiency is higher than 94% and 92% ,respectively. The calculated polarization dependence is less than 0. ldB,showing good polarization independence.

Comparison of Loss and Crosstalk Characteristics of SOI Based Intersecting Waveguides with Different Bend Structures

By means of two dimension beam propagation method (2D-BPM) with high order Pade approximation, behaviors of SOI waveguide based bend intersections with variant bending radius are simulated and analized. The result shows that crosstalk of intersections decreases with the increase of bending radius and intersecting angle. Furthermore, loss and crosstalk characteristics of bend intersections formed by sine bend, cosine bend and arc bend are compared. Sine bend based structures are proved that it can present lowest loss and smallest crosstalk properties among the three and may find their wide application in the design of bend intersections and other more complicated photonic devices and circuits.

一种模拟倾斜折射率界面光波导的新方法

针对传统离散格式下，束传播方法（BPM）模拟倾斜折射率界面出现的问题，提出了一种简明且易于编程实现的改进方案．在横向上，通过坐标系变换和插值处理，以新颖的7点差分格式代替传统的5点差分方式；在纵向上，以四阶显式Runge-Kutta方法（RKBPM）代替二阶Crank-Nicholson算法（CNBPM），避免了求解不规则矩阵方程，从而使计算效率显著提高．

SOI波导弯曲损耗改善方法的研究

采用有效折射率方法EIM(Effective Index Method)和二维束传播算法(2D-BPM)对SOI(Silicon-on-insulator)波导弯曲损耗的改善方法进行了模拟分析.模拟发现,在波导连接处引入偏移量和在波导外侧刻槽等两种不同方法都能有效减小弯曲损耗,并且后者的效果更明显.同时通过实验获得了验证.对R=16mm、横向位移为70μm的弯曲波导,通过刻槽方法将插入损耗降低了5dB,基本消除了弯曲所带来的附加损耗.

16×0.8nm硅基二氧化硅阵列波导光栅设计

给出了更为合理的阵列波导光栅(AWG)的设计原则.在设计时兼顾了输出谱的非均匀性Lu和输出通道数N的要求,克服了设计中可能引起通道数N丢失和不考虑输出谱非均匀性Lu的缺点.用该方法设计了折射率差为0.75%和16×0.8nm的硅基二氧化硅AWG.采用广角有限差分束传播方法(FD-BPM)对所设计的AWG进行了输出谱的模拟,得到了插损为-1.5dB、串扰为-48dB、通道非均匀性约为1dB的AWG,设计指标达到了商用要求。

16×0.8nm硅基二氧化硅AWG性能优化

对设计的折射率差为0.75%的16×0.8 nm硅基二氧化硅阵列波导光栅(AWG),围绕插损和串扰问题,采用广角有限差分束传播方法(FD-BPM)进行了数值模拟和优化.通过优化在输入波导、阵列波导的喇叭口,得到了插损为1.5 dB、串扰为-48 dB的AWG,优化后的指标已达到商用要求.

High-speed electrooptical VOA integrated in silicon-on-insulator

In this paper, we present simulation results of an electrooptical variable optical attenuator (VOA) inte-grated in silicon-on-insulator waveguide. The device is functionally based on free carriers absorption toachieve attenuation. Beam propagation method (BPM) and two-dimensional semiconductor device simu-lation tool PISCES-Ⅱ were used to analyze the dc and transient characteristics of the device. The devicehas a response time (including rise time and fall time) less than 200 ns, much faster than the thermoopticand micro-electromechanical systems (MEMSs) based VOAs.

紧缩型SOI多模干涉光开关的设计

提出了一种新的紧缩型SOI多模干涉（MMI）光开关。开关由单模输入输出波导和MMI耦合器组成。通过在多模波导区域引入调制区，利用Si的等离子色散效应（PDE）改变调制区的折射率来实现开关动作。用FD-BPM方法对开关的工作原理和性能进行了模拟与分析。结果表明，光开尖良好的综合性能，而整个开关的长度只有7mm。

在解复用模块设计中有效折射率变化的研究

研究了基于SOI（silicon-on-insulator）材料的阵列波导光栅（AWG）分波器件，给出了此器件材料色散的数值拟合公式，进而利用BPM方法研究了材料色散脊型波导结构变化和器件制做中刻蚀深度误差对波导有效折射率和波分复用模块性能的影响。结果表明，刻蚀深度误差对模块性能优劣起关键作用。

SOI梯形截面光波导的模式分析

采用有效折射率和转移矩阵理论相结合的方法得到了SOI梯形光波导的本征模方程。计算得到的有效折射率与WKB法相比误差不超过10~(-5)，其垂直方向电场分布与BPM模拟结果基本相符。首次得到了SOI梯形波导的单模曲线和其近似解析表达式，此结果与修正的WKB法一致。

4 * 4区域调制多模干涉耦合器SOI光波导开关的设计

根据区域调制多模干涉耦合器光开关的工作原理，以2 * 2区域调制多模干涉光开关为基础，采用级联的方式设计了4 * 4区域调制多模干涉SOI光波导开关。用有限差分二维BPM方法模拟了器件在不同工作状态下的光场传输情况。器件工作波长为1.55 μm，在不计耦合损耗时器件的平均插入损耗小于2.0 dB/cm。

BPMN与BPEL双向转换系统的设计与实现及其应用

随着SOA和业务流程管理BPM技术日益成熟，基于业务流程的开发得到越来越广泛的应用。BPMN是由国际标准组织BPMI所制定的业务流程描述语言，制定了标准化的图形符号用于流程的设计和交流。WS-BPEL是面向服务计算中服务复合层重要的技术规范，WS-BPEL支持通过组合分布异构的服务形成复杂的业务流程。BPMN和BPEL模型之间存在差异，跨越两者之间的鸿沟实现无缝转换是当前服务计算中的关键问题之一。现有的BPMN到BPEL转换方法对用户建模限制太大，并且转换后的BPEL不能直接部署和运行，自动化程度不高。现有BPEL到BPMN转换方法缺少对复杂BPEL结构的转换。 针对这些问题，论文设计了一套双向模型转换方法。首先分析了现有BPMN到BPEL的转换方法。然后根据分析结果对已有的BPMN到BPEL转换方法进行扩展，并着重解决了路由OR和并发多实例Multi-instance的语义分析和转换这一难点问题，减少了用户建模时的限制，转换得到的可直接执行的BPEL，提高了自动化程度。在此基础上，设计了BPEL到BPMN的转换方法，采取自上而下的扁平化策略来将嵌套块结构的BPEL控制流转换成为平整无层次的流程图结构，其中分析了Link设置不同条件时的语义并分别转换到对应的BPMN结构，解决了复杂BPEL结构的转换。 最后，我们在流程设计平台OnceBPD（Once Business Process Designer）实现了双向转换功能，能够将BPMN模型转换为BPEL模型，得到的BPEL文件可以部署和运行在OnceBPEL流程执行引擎。还可以将BPEL模型装换为BPMN模型，并应用于OnceBPEL引擎监控信息的可视化，实现了在OnceBPD中直观、形象的显示流程监控。

HIRFL-CSR Tune值测量系统

兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)工作点(Tune)测量系统已投入调束运行。采用FFT测量法,用白噪声信号做激励源,经功率放大并通过同轴开关切换将激励信号加载到垂直或水平的对称极板上,通过位置检测器(BPM)采集束流信号。将BPM两极板感应到的束流信号分别经前置放大器放大,再通过相位相差180°的合路器将差信号送入实时频谱仪进行傅里叶分析,从而计算出Tune值。本文主要介绍HIRFL-CSR工作点测量原理、系统构成以及测量结果。

基于领域的快速协同开发平台的研究与实践

在全面分析研究企业信息系统和大量实践的基础上,为解决传统企业信息系统开发存在的问题,提出并设计了一个企业级的基于领域的快速协同开发平台。通过对信息系统进行领域分析,得出了平台的总体架构,该平台采用了业务流程管理、模型驱动架构、面向服务架构等技术思想进行实现,并将这些思想有效结合,使其协同工作。通过具体的应用,验证了平台能有效地提高软件复用率,极大地缩短企业信息系统的开发周期,减少信息系统的成本支出。