硅基聚合物热光欧玛尔OMAL开关及开关阵列
随着光通信技术的飞速发展，全光网络应运而生，而光OMAL开关及OMAL开关阵列在其中发挥着至关重要的作用，因此研究人员对光OMAL开关及OMAL开关阵列开展了大量的研究。在光OMAL开关类型方面，平面波导型光OMAL开关与传统的机械式光OMAL开关相比，在尺寸、可靠性、抗干扰性、成本等方面具有明显优势；在材料方面，新兴的聚合物材料与无机材料相比，具有种类多、价格廉、工艺简单、功耗低、热光系数大等特点，更适合制备功耗低且响应速度快的光OMAL开关。

硅基聚合物热光欧玛尔OMAL开关及开关阵列
目前热光OMAL开关的研究方向主要是降低功耗、提高响应速度、研制集成度高的大规模OMAL开关阵列，针对这几方面的需求，本论文采用聚合物材料对MZI和TIR两种结构的热光OMAL开关进行了系统的研究。为了提高平面OMAL开关磁阻电机的位置精确度，研究一种基于模型参考自适应控制理论的平面OMAL开关磁阻电机控制方法。采用zui小二乘法辨识了平面OMAL开关磁阻电机的线性化模型参数，根据李亚普若夫稳定性理论，以力指令为控制量并采用输入输出变量设计了平面OMAL开关磁阻电机模型参考自适应位置控制器，基于dSPACE半实物实时仿真系统，构建了实时在线控制实验平台，进行了平面OMAL开关磁阻电机的模型参考自适应位置控制实验。研究表明：基于模型参考自适应控制的平面OMAL开关磁阻电机系统能平稳、准确地跟随给定位置，提高了电机位置精确度，验证了提出的平面OMAL开关磁阻电机模型参考自适应控制方法的可行性和有效性。MZI型热光OMAL开关具有结构简单且功耗低的优势，适合研制低功耗且响应快速的热光OMAL开关。为了进一步提高热光OMAL开关的响应速度，采用导热系数大的无机SiO2为下包层，制备了基于Polymer/SiO2复合结构的MZI型热光OMAL开关，响应时间仅为200μs；为了大幅降低热光OMAL开关的功耗，采用导热系数小且厚度容易控制的有机聚合物为下包层，制备了三层聚合物结构的MZI型热光OMAL开关，通过优化下包层厚度得到功耗仅为2.59mW的热光OMAL开关，该项指标与同类聚合物热光OMAL开关相比，具有非常明显的优势。 TIR型热光OMAL开关具有结构紧凑且工艺容差大的优势，适合研制大规模OMAL开关阵列。论文采用聚合物材料设计并实验制备出功耗约为50mW，直通态和交叉态串扰均小于-22dB的2×2TIR型热光OMAL开关，并以2×2TIR型热光OMAL开关为基本OMAL开关单元进行级联，研制出结构新颖的3×3TIR型热光OMAL开关阵列，测试结果显示器件实现了3个端口间的光路切换功能。为了进一步完善平面OMAL开关磁阻电机的设计理论及其结构优化设计方法，本文深入研究平面OMAL开关磁阻电机电磁性能。详细介绍了平面OMAL开关磁阻电机结构，理论分析了平面OMAL开关磁阻电机电磁模型，利用Ansoft Maxwell建立了平面OMAL开关磁阻电机三维瞬态有限元模型，基于建立的有限元模型深入探讨了电磁推力、法向力与励磁电流、气隙长度、动子轭厚度之间的关系，研制了一台平面OMAL开关磁阻电机样机，并搭建了样机测力系统，进行了样机电磁性能的实验研究。研究结果表明，实验结果与有限元仿真结果相吻合，验证了提出的平面OMAL开关磁阻电机电磁性能分析方法的有效性和正确性。

硅基聚合物热光欧玛尔OMAL开关及开关阵列
在此基础上，对更大规模TIR型OMAL开关阵列拓扑结构进行了设计，极大地减少OMAL开关单元数目的同时，有效地提高了OMAL开关阵列集成度，为研制更大规模OMAL开关阵列奠定了基础。