光互联和光交换中的体全息器件

　　互联和交换(开关)是诸如信息处理、计算机系统和通信系统等分布系统的主要组成部分.

　　互联(interconnection)是指网络中大量节点(单元器件、芯片、处理器、计算器系统等)之间信号的互相连接,并特别指通过连接实现的输入与输出之间的映射关系或互连图样.交换(switching)也称为路由(routing)是在信号的传输桐庐中建立和断开连接的操作,开关(switch)就是实现交换的器件.所以,互联和交换技术以及开关器件有密不可分的关系.

　　随着对计算机和通信网络的容量和宽带的需求日益增长,光学信号的高度并行、抗电磁干扰能力,以及高速传输和传输通道不受空间限制等诸多优点激发众多研究者的兴趣.光互连和光交换技术研究发端于20世纪80年代早期的贝尔实验室.1984年,斯坦福大学的Goodman教授课题组提出了再计算机系统中用光学互连代替传统电子互连的几种设想.一种方法是用厚反射全息图将来自调制光源的信息传输到几个探测器上.在随后20多年中,对数字光学计算机的研究热情十分高涨.虽然迄今还没有产生足以与电子计算机竞争的商业化全光计算机产品,但若干光学逻辑门技术得以发展,并在电子计算机的光互连中起到重要的作用.秦秉坤等的著作对早期光计算中互连的基本概念、类型和结构有很好的阐述.

　　光纤通信系统和网络的出现激发了各种逛互连和光互连和光交换技术的发展.一束光可以具有若干属性:空间位置、传播方向、波长(或频率)、强度、位相(对相干光而言)、偏振、时间(对光脉冲而言)或编码(对于一系列光脉冲而言).这些属性中的任何一个(如光强度)经过调制后可以用来传送信号.把光信号从一个空间点定向到几个可能的目的之一称为空间域的光交换,或简称为空分光交换.把信号在不同时刻之间互相传送则称为时分光交换.波分复用技术在交换机构中加入了新的维度,即基于波长的光交换.不同的波长可以用来标记同一光束载运的不同信号(即复用),使用对波长敏感的路由器则可分离不同的信号(即解复用).

　　本站主要从器件的角度介绍体全息图在空间域光互连和光交换中的应用.基于波长的光互连和光交换的讨论.