以光交叉连接为核心的全光交换则是光纤通信未来发展的方向。光开关作为光交叉连接的关键器件,在光通信领域始终都是研究热点。论文主要内容如下:1、本文在调研了光开关的研究现状之后,提出了一种基于电湿驱动的非机械式光开关器件结构。器件由四层结构组成,从上到下依次为上盖板、波导平板基底、电湿驱动内芯和下盖板。其中,波导平板基底的波导阵列节点处设有通孔,电湿驱动内芯也设有与之一一对应的通孔。设有气穴的上盖板、胶合有弹性储液池的下盖板与波导平板基底、电湿驱动内芯形成具有气液共同作用于光开关节点及阵列的双层三明治夹心结构。每层结构可独立制作完成,易于组装和集成,成品率高。基本工作原理是利用电湿效应改变电湿驱动内芯通孔的表面张力以驱动其内微液注运动,结合气泡内气压形成可往复运动的“电湿活塞”效应,驱动光开关节点通孔内折射率匹配液的填充与否来实现光的“开”与“关”,完成光开关的功能。2、提出了一种新的液滴接触角的测量方法,此方法采用垂直拍摄法替代传统的侧面拍摄法测量液滴的接触角,以研究“导电基片/绝缘膜层”表面的介质上电湿驱动特性。以“垂直拍摄-测量直径法”取代传统的“侧面拍摄-提取轮廓-函数拟合求导法”,避免了接触点的寻找与函数拟合,提高了测量效率。实验获得了与理论值一致的电湿效应图形,从而验证了新方法的可行性。3、对电湿力驱动毛细液柱进行了仿真和实验研究,以微流道液体运动理论分析了电控毛细现象,对光开关单元性能进行了仿真与实验研究,研究结果表明,本开关结构插损小于0.5dB,消光比可达45dB,响应时间约为ms量级。