1、隨著社會的發(fā)展和進步，光纖通信技術日益得到發(fā)展與重視。為了在最大限度的傳輸容量、滿足客戶不同的帶寬需求下能夠實現(xiàn)最小成本，光纖通信系統(tǒng)正不斷向超大容量、超高速、超帶寬、超長距離、低成本的方向邁進。在光通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，相關光學器件的作用至關重要，因為它是光信息處理的核心部分。而在對光信號進行處理過程中，多樣性多功能性的集成光學器件占據(jù)著重要的地位。
　　本論文中，研究了光子-液晶波導與混合等離子體波導中的光信號處理的相關技術。以光子

2、-液晶波導為基本結構，研究分析了相關器件的光束控制的機理與波長可調諧特性；以混合等離子體波導為基本結構，研究分析了相關波導器件中的全光波長轉換與全光邏輯運算。主要的研究成果如下:
　　研究了一種新型結構的液晶光學相控陣，該結構特點在于將液晶作為平板光波導的上包層。根據(jù)Frank-Oseen液晶連續(xù)體彈性形變理論與光柵衍射理論，研究分析了基于這種新型結構下液晶光學相控陣的傳輸特性，輸出衍射特性和其它性能特性。研究結果表明，器件的傳輸

3、電控相位延遲可以實現(xiàn)更大的光程差，且可進行有效地光波束控制；器件的響應時間提高了一個數(shù)量級，且其色散性能獲得改善。為以后研制新型液晶光學相控陣提供了理論基礎與技術設計依據(jù)。
　　提出了一種基于光子-液晶狹縫波導結構的可調諧微環(huán)諧振器。該器件由 SOI狹縫型微環(huán)和上包層向列型液晶組成，且設計特定電極結構并連接控制電壓。有兩個具體研究方案：第一，設計了一個的單狹縫光子-液晶波導的微環(huán)諧振器，它具有寬的波長調諧范圍（～56.0 nm）和

4、較大自由光譜范圍（～28.0 nm），且驅動電壓只有5V；第二，拓展研究了雙狹縫光子-液晶波導的微環(huán)諧振器，該器件不僅擁有更寬的波長調諧范圍（最大值為81.4 nm），還有良好的工藝容忍度。即便是考慮到結構參數(shù)以及工藝誤差所帶來的影響，其波長調諧范圍可以維持在60 nm以上。
　　分析了一種對稱型混合等離子體波導結構中的三階非線性-四波混頻(FWM)效應，該波導結構由五層Si/Si-nc/Ag/Si-nc/Si材料上下對稱構成，且

5、該混合等離子體波導可擁有極大的非線性參量值γ>104m-1W-1和很長的有效傳輸距離Lp～1.5 mm。同時，我們采用一種準相位匹配的FWM技術，將之應用于該混合等離子體波導光柵結構之中，可以實現(xiàn)C-band(1530～1565 nm)和中紅外波段(2118～2180 nm)之間的高效率地波長轉換。通過理論仿真實驗，當波導光柵L=1000μm，λp=1800 nm時，當信號波長為C-band或中紅外波段時，F(xiàn)WM波長轉換效率分別可以到達