一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于光纖通信領(lǐng)域的光開關(guān)，尤其是一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]光傳送網(wǎng)(OTN)是當(dāng)前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，光聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)將依賴于新一代光開關(guān)、波分復(fù)用器、光衰減器和光放大器等元器件的進(jìn)展。新一代器件的特征將是它們在光域性能的提高和多功能的集成。其中光開關(guān)是實(shí)現(xiàn)光傳輸路徑變換的關(guān)鍵器件，被廣泛應(yīng)用于光層的路由選擇、波長選擇、光交叉連接器(OXC)、光分插復(fù)用器(OADM)、光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、器件測試及自愈保護(hù)等方面。
[0003]實(shí)現(xiàn)光開關(guān)的技術(shù)方案很多，除了傳統(tǒng)的機(jī)械式光開關(guān)外，還有磁光開關(guān)，M-Z型干涉式光開關(guān)，熱光開關(guān)，聲光開關(guān)，液晶開關(guān)，MEMS開關(guān)等。不同的實(shí)現(xiàn)原理和工藝特點(diǎn)使其在性能指標(biāo)上各不相同，如插損(IL)、串?dāng)_(Crosstalk)、偏振相關(guān)度(PDL)、波長相關(guān)度(WDL)、溫度相關(guān)性(TDL)、重復(fù)性等等上的差異導(dǎo)致各自應(yīng)用方式不同。
[0004]熱光開關(guān)利用熱光效應(yīng)對光場的調(diào)制可用于制造小型的如I X 2光開關(guān)。通過集成多個(gè)1X2光開關(guān)也可組成較大的陣列。干涉式熱光開關(guān)主要利用M-Z干涉原理，在兩個(gè)波導(dǎo)臂上鍍有金屬薄膜加熱器形成相位延時(shí)器，通過控制加熱器實(shí)現(xiàn)干涉的相長或相消，達(dá)到開關(guān)的目的。干涉式熱光開關(guān)結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，串?dāng)_較低，功耗較小，可以與AWG集成在一起組成0ADM，從而被廣泛應(yīng)用。但是普通干涉熱光開關(guān)存在波長敏感性的問題，當(dāng)傳輸?shù)膸挶容^寬時(shí)，不同波長經(jīng)過這類型光開關(guān)產(chǎn)生的相位差不一致，這樣導(dǎo)致不是所有波長都在M-Z干涉儀的第二個(gè)臂上進(jìn)行精確的控制開和關(guān)，如果波長帶寬較寬時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)不同波導(dǎo)分支之間串?dāng)_，降低器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型就是針對上述問題，本實(shí)用新型是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于系統(tǒng)集成，可以解決現(xiàn)有光開關(guān)的波長敏感性和溫度敏感性問題的一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下方案，本實(shí)用新型包括平面襯底和設(shè)置在平面襯底上的M-Z干涉儀，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于M-Z干涉儀包括入射波導(dǎo)、3dB耦合器、出射波導(dǎo)和并聯(lián)在兩個(gè)3dB耦合器之間的主波導(dǎo)、分支波導(dǎo)，主波導(dǎo)表面設(shè)置有金屬加熱器，主波導(dǎo)包括兩種熱光色散系數(shù)材料組成兩個(gè)波導(dǎo)分支。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，主波導(dǎo)的兩個(gè)波導(dǎo)分支由含兩種熱光系數(shù)的波導(dǎo)材料構(gòu)成。
[0008]實(shí)用新型的有益效果
[0009]本實(shí)用新型采用在一個(gè)平面襯底上同時(shí)設(shè)置入射波導(dǎo)、3dB耦合器、出射波導(dǎo)和并聯(lián)的主波導(dǎo)、分支波導(dǎo);結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于系統(tǒng)集成；由于主波導(dǎo)采用了兩種熱光色散系數(shù)的材料，在主波導(dǎo)加熱時(shí)，使得不同波長光經(jīng)過主波導(dǎo)后實(shí)現(xiàn)和分支波導(dǎo)保持固定的相位差，從而實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)行開關(guān)控制所有波長的光的目的，同時(shí)解決了波長的敏感性和溫度敏感性問題。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本實(shí)用新型包括平面襯底110和在平面襯底110上制作干涉儀100，M-Z干涉儀100包括入射波導(dǎo)101，出射波導(dǎo)106、107，2個(gè)3dB耦合器102、105，主波導(dǎo)103和分支波導(dǎo)104并聯(lián)在2個(gè)3dB耦合器102、105之間；主波導(dǎo)103的兩個(gè)波導(dǎo)分支103A、103C是由兩種熱光系數(shù)的波導(dǎo)材料構(gòu)成，主波導(dǎo)103上面覆蓋金屬加熱器103B。主波導(dǎo)103的兩個(gè)波導(dǎo)分支103A、103C由含兩種熱光系數(shù)的波導(dǎo)材料構(gòu)成。平面襯底110為硅片。主波導(dǎo)103和分支波導(dǎo)104的纖芯材料均可從市場上購置。
[0012]工作時(shí)，入射光通過入射波導(dǎo)101通過第一個(gè)3dB耦合器102將光分到主波導(dǎo)103的兩個(gè)波導(dǎo)分支103A、103C和分支波導(dǎo)104中；主波導(dǎo)103的一個(gè)波導(dǎo)分支103A和分支波導(dǎo)104在正常的工作狀態(tài)下有相同的傳輸光程，輸出光從出射波導(dǎo)106輸出；通過對主波導(dǎo)103的加熱器103B進(jìn)行加熱，使得波導(dǎo)材料折射率變化，引起兩個(gè)波導(dǎo)分支103A、103C的相位差發(fā)生半波長變化，再經(jīng)第二個(gè)3dB耦合器105進(jìn)行耦合干涉，使得光最終進(jìn)入不同的出射波導(dǎo)106、107中；即通過控制主波導(dǎo)103的溫度，可實(shí)現(xiàn)在出射波端發(fā)生不同的干涉效果，即光程差相等時(shí)，輸出光還是從出射波導(dǎo)106輸出；光程差為半波長時(shí)，光從輸出另一條出射波導(dǎo)107輸出，從而解決了溫度不敏感性和波長不敏感性問題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)，包括平面襯底和設(shè)置在平面襯底上的M-Z干涉儀，其特征在于M-Z干涉儀包括入射波導(dǎo)、3dB耦合器、出射波導(dǎo)和并聯(lián)在兩個(gè)3dB耦合器之間的主波導(dǎo)、分支波導(dǎo)，主波導(dǎo)表面設(shè)置有金屬加熱器，主波導(dǎo)包括兩種熱光色散系數(shù)材料組成兩個(gè)波導(dǎo)分支。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)，其特征在于主波導(dǎo)的兩個(gè)波導(dǎo)分支由含兩種熱光系數(shù)的波導(dǎo)材料構(gòu)成。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)。本實(shí)用新型就是針對上述問題，本實(shí)用新型是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，便于系統(tǒng)集成，可以解決現(xiàn)有光開關(guān)的波長敏感性和溫度敏感性問題的一種基于平面波導(dǎo)的光開關(guān)。本實(shí)用新型包括平面襯底和設(shè)置在平面襯底上的M-Z干涉儀，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于M-Z干涉儀包括入射波導(dǎo)、3dB耦合器、出射波導(dǎo)和并聯(lián)在兩個(gè)3dB耦合器之間的主波導(dǎo)、分支波導(dǎo)，主波導(dǎo)表面設(shè)置有金屬加熱器，主波導(dǎo)包括兩種熱光色散系數(shù)材料組成兩個(gè)波導(dǎo)分支。
【IPC分類】G02B6/125, G02B6/35
【公開號】CN205246933
【申請?zhí)枴緾N201521098998
【發(fā)明人】康秀杰, 伏碧德, 白春, 龔婧瑤
【申請人】龔婧瑤
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月24日