本技(ji)術涉及(ji)光開關，尤(you)其涉及(ji)一種基(ji)于非(fei)平行薄膜波導的光開關。

背景技術：

1、光開關是(shi)一種可以(yi)實(shi)現(xian)光參量(liang)快(kuai)速、可控(kong)切換的器(qi)(qi)(qi)件，在光通信以(yi)及光信息處理領域具有(you)廣(guang)泛應用，同時(shi)也是(shi)光交叉連接器(qi)(qi)(qi)和(he)光分叉復用器(qi)(qi)(qi)的關鍵器(qi)(qi)(qi)件，對全光網(wang)絡的實(shi)現(xian)具有(you)重要意義。

2、按照(zhao)工作原理(li)光開(kai)(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)可分為電控和光控兩類(lei)，雖然光控光開(kai)(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)擁有更高的(de)開(kai)(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)速度，但目前相關(guan)(guan)技術并不成(cheng)(cheng)熟，且穩(wen)定(ding)性低(di)。相比之下，電控光開(kai)(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)的(de)制(zhi)造工藝已(yi)經頗為完善，且應用場景更為廣泛。鈮(ni)酸鋰晶體(ti)由于(yu)(yu)具有較(jiao)大的(de)電光系數、低(di)的(de)光學(xue)損耗、寬的(de)光學(xue)透明(ming)窗口(kou)、良好(hao)的(de)溫度穩(wen)定(ding)性等優點，被(bei)(bei)廣泛應用于(yu)(yu)各類(lei)光開(kai)(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)中。在集(ji)成(cheng)(cheng)和器(qi)件小型化(hua)的(de)需(xu)求(qiu)下，鈮(ni)酸鋰晶體(ti)逐(zhu)(zhu)漸被(bei)(bei)鈮(ni)酸鋰薄(bo)膜所取代，基于(yu)(yu)鈮(ni)酸鋰薄(bo)膜的(de)光開(kai)(kai)(kai)(kai)關(guan)(guan)逐(zhu)(zhu)漸成(cheng)(cheng)為新的(de)發展趨勢。

3、但在現今(jin)研制的(de)眾多基于鈮(ni)酸鋰(li)(li)薄膜(mo)的(de)光開關(guan)中(zhong)，為了讓(rang)光束按設定(ding)的(de)軌(gui)跡(ji)傳輸，往往需要采用離子交(jiao)換(huan)或刻蝕的(de)方法在薄膜(mo)上(shang)構造出特定(ding)的(de)波導(dao)結構，這無(wu)疑增加了該類光開關(guan)的(de)制造成本(ben)和難度，影響(xiang)了基于鈮(ni)酸鋰(li)(li)薄膜(mo)的(de)光開關(guan)的(de)推(tui)廣和使(shi)用。

技術實現思路

1、本實用新(xin)型(xing)旨在(zai)至(zhi)少解決相關(guan)(guan)技術中存在(zai)的(de)技術問題之一(yi)。為此，本實用新(xin)型(xing)提供一(yi)種基于非(fei)平行薄膜波(bo)(bo)導(dao)的(de)光(guang)開關(guan)(guan)，降低了光(guang)開關(guan)(guan)的(de)制造成(cheng)本和難度，本實用新(xin)型(xing)采用兩塊薄膜波(bo)(bo)導(dao)不平行排布的(de)結構設(she)計，利(li)用波(bo)(bo)導(dao)耦(ou)合以及光(guang)場干涉在(zai)橫向上的(de)不均勻(yun)性，實現(xian)光(guang)的(de)可偏(pian)轉傳輸。

2、本實用新型提供(gong)一(yi)種(zhong)基于非平行薄(bo)膜波導的光開(kai)關，包括：

3、分光組件；

4、波(bo)導(dao)傳輸(shu)(shu)組(zu)(zu)件(jian)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)波(bo)導(dao)傳輸(shu)(shu)組(zu)(zu)件(jian)包括對應設(she)(she)置的(de)兩(liang)(liang)個薄膜(mo)波(bo)導(dao)，兩(liang)(liang)個所(suo)述(shu)(shu)(shu)薄膜(mo)波(bo)導(dao)對應的(de)側面具有(you)設(she)(she)定角度，所(suo)述(shu)(shu)(shu)波(bo)導(dao)傳輸(shu)(shu)組(zu)(zu)件(jian)設(she)(she)置有(you)一個輸(shu)(shu)入端(duan)(duan)口(kou)區(qu)(qu)域(yu)以及多個輸(shu)(shu)出端(duan)(duan)口(kou)區(qu)(qu)域(yu)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)分光(guang)組(zu)(zu)件(jian)設(she)(she)置于所(suo)述(shu)(shu)(shu)波(bo)導(dao)傳輸(shu)(shu)組(zu)(zu)件(jian)的(de)端(duan)(duan)部且連接于所(suo)述(shu)(shu)(shu)輸(shu)(shu)入端(duan)(duan)口(kou)區(qu)(qu)域(yu)。

5、本實(shi)用新(xin)型(xing)基于非平(ping)行(xing)薄膜波導的(de)光(guang)(guang)開(kai)關的(de)進一步改進在于，所述分(fen)光(guang)(guang)組(zu)件為一分(fen)二(er)光(guang)(guang)分(fen)路(lu)器，所述一分(fen)二(er)光(guang)(guang)分(fen)路(lu)器具有兩個輸(shu)出分(fen)支，兩個所述輸(shu)出分(fen)支分(fen)別與對(dui)應的(de)所述輸(shu)入端(duan)口區(qu)域(yu)的(de)薄膜波導連接。

6、本實用新(xin)型基(ji)于(yu)(yu)非平行(xing)薄(bo)膜(mo)波(bo)導的光開關的進一步改進在于(yu)(yu)，所(suo)(suo)述波(bo)導傳輸組件(jian)還包括分別設置(zhi)于(yu)(yu)兩個所(suo)(suo)述薄(bo)膜(mo)波(bo)導相互遠(yuan)離的側面(mian)的包層(ceng)(ceng)、襯底以及襯底電極，所(suo)(suo)述包層(ceng)(ceng)、所(suo)(suo)述襯底以及所(suo)(suo)述襯底電極均呈平板(ban)狀。

7、本實用新型基于(yu)非平(ping)行(xing)薄(bo)膜波導(dao)的(de)(de)光開關的(de)(de)進(jin)(jin)一步改進(jin)(jin)在于(yu)，兩個所(suo)述(shu)薄(bo)膜波導(dao)對應所(suo)述(shu)輸入(ru)端(duan)口區域(yu)之間的(de)(de)間距(ju)大于(yu)對應所(suo)述(shu)輸出端(duan)口區域(yu)之間的(de)(de)間距(ju)。

8、本實用新型基于非(fei)平行(xing)薄膜(mo)波(bo)導的(de)光開關的(de)進一步改進在(zai)于，還包括填充(chong)于兩個(ge)所述(shu)薄膜(mo)波(bo)導之間的(de)間隔層。

9、本實用新型基(ji)于(yu)非平行薄(bo)膜波導的(de)光開關的(de)進(jin)一步改進(jin)在(zai)于(yu)，所述(shu)薄(bo)膜波導為z切鈮酸鋰薄(bo)膜。

10、本實用新型基于(yu)非平行薄(bo)膜波導(dao)(dao)的(de)(de)光開(kai)關的(de)(de)進一(yi)步改進在(zai)于(yu)，所述(shu)間隔(ge)層(ceng)(ceng)的(de)(de)折射率低于(yu)所述(shu)薄(bo)膜波導(dao)(dao)的(de)(de)折射率，所述(shu)間隔(ge)層(ceng)(ceng)由鉭酸鋰或氮化(hua)硅(gui)材(cai)料填充形成。

11、本實用新型(xing)基(ji)于(yu)非平(ping)行薄膜波導的(de)光開關的(de)進一步改進在于(yu)，還(huan)包(bao)括連接于(yu)所述(shu)輸出端口區域的(de)光信號傳輸器(qi)件。

12、本實(shi)用新型基于(yu)非(fei)平行(xing)薄膜波導的光開關的進(jin)一步改進(jin)在于(yu)，還(huan)包括供連接于(yu)所(suo)述波導傳輸(shu)組件的電源(yuan)和(he)控制(zhi)器，所(suo)述控制(zhi)器用以改變所(suo)述電源(yuan)的輸(shu)出(chu)電壓。

13、本實(shi)用(yong)新(xin)型(xing)一種基于非平行薄(bo)膜波(bo)(bo)導(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)光開(kai)關(guan)，所(suo)述薄(bo)膜波(bo)(bo)導(dao)(dao)無需(xu)進一步加工或刻蝕額外結(jie)構，降(jiang)低(di)了(le)光開(kai)關(guan)的(de)(de)(de)(de)制作難(nan)度(du)，本實(shi)用(yong)新(xin)型(xing)采用(yong)兩塊薄(bo)膜波(bo)(bo)導(dao)(dao)不(bu)平行排布的(de)(de)(de)(de)結(jie)構設計，利(li)用(yong)波(bo)(bo)導(dao)(dao)耦合(he)以(yi)及光場(chang)干涉在橫向上的(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻性，實(shi)現(xian)光的(de)(de)(de)(de)可偏轉傳輸(shu)，并(bing)應用(yong)線性電光效應對(dui)波(bo)(bo)導(dao)(dao)折(zhe)射率以(yi)及耦合(he)的(de)(de)(de)(de)調制，對(dui)光束(shu)的(de)(de)(de)(de)偏轉程度(du)和輸(shu)出位置進行控制，由此實(shi)現(xian)光開(kai)關(guan)的(de)(de)(de)(de)功能。

14、本實用新型的(de)附加方(fang)面(mian)和(he)優點將在下(xia)面(mian)的(de)描述(shu)中(zhong)部(bu)(bu)分給出，部(bu)(bu)分將從(cong)下(xia)面(mian)的(de)描述(shu)中(zhong)變得明(ming)顯，或(huo)通過(guo)本實用新型的(de)實踐了解(jie)到。

技術特征：

1.一種基于非(fei)平行(xing)薄(bo)膜波導的光開關，其特征(zheng)在于，包括：

2.根(gen)據權利要求(qiu)1所(suo)述(shu)的基(ji)于非平(ping)行薄膜波(bo)導(dao)的光(guang)開(kai)關，其(qi)特(te)征在(zai)于，所(suo)述(shu)分(fen)(fen)(fen)光(guang)組件為(wei)一分(fen)(fen)(fen)二光(guang)分(fen)(fen)(fen)路(lu)器，所(suo)述(shu)一分(fen)(fen)(fen)二光(guang)分(fen)(fen)(fen)路(lu)器具有兩個輸出(chu)(chu)分(fen)(fen)(fen)支，兩個所(suo)述(shu)輸出(chu)(chu)分(fen)(fen)(fen)支分(fen)(fen)(fen)別與對應的所(suo)述(shu)輸入端(duan)口區域的薄膜波(bo)導(dao)連接。

3.根據(ju)權利要求1所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)的(de)基(ji)于非平行(xing)薄膜波(bo)導的(de)光開關，其特(te)征在于，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)波(bo)導傳輸(shu)組件還包(bao)(bao)括分(fen)別(bie)設(she)置于兩個所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)薄膜波(bo)導相互遠離的(de)側面的(de)包(bao)(bao)層、襯(chen)(chen)底以及襯(chen)(chen)底電極，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)包(bao)(bao)層、所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)襯(chen)(chen)底以及所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)襯(chen)(chen)底電極均呈平板(ban)狀。

4.根據(ju)權利要求3所(suo)述(shu)的(de)(de)(de)基于(yu)非(fei)平(ping)行薄膜波導(dao)的(de)(de)(de)光開關(guan)，其特征(zheng)在于(yu)，兩個所(suo)述(shu)薄膜波導(dao)對(dui)應(ying)所(suo)述(shu)輸入端口區域之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)距(ju)大于(yu)對(dui)應(ying)所(suo)述(shu)輸出端口區域之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)距(ju)。

5.根(gen)據(ju)權利要求(qiu)3所述的基于非平行薄膜波導的光開關，其特征(zheng)在于，還包括填充于兩個所述薄膜波導之間的間隔(ge)層。

6.根據(ju)權利要(yao)求5所(suo)述(shu)的基于(yu)非平行薄膜(mo)波導的光(guang)開(kai)關，其特征(zheng)在(zai)于(yu)，所(suo)述(shu)薄膜(mo)波導為z切鈮酸鋰薄膜(mo)。

7.根據權利要求6所(suo)(suo)述的基于非(fei)平行(xing)薄膜波導(dao)的光開關(guan)，其特(te)征在于，所(suo)(suo)述間(jian)隔層的折(zhe)射率低(di)于所(suo)(suo)述薄膜波導(dao)的折(zhe)射率，所(suo)(suo)述間(jian)隔層由鉭(tan)酸鋰或氮化硅材料填充(chong)形(xing)成(cheng)。

8.根據權(quan)利(li)要求(qiu)1所(suo)(suo)述(shu)的基于非(fei)平(ping)行薄膜波導的光(guang)開(kai)關(guan)，其(qi)特(te)征在于，還包(bao)括連接于所(suo)(suo)述(shu)輸出端口(kou)區域的光(guang)信號傳輸器件。

9.根據權利(li)要求1所述的(de)基于(yu)非平(ping)行薄(bo)膜波導的(de)光開關，其特征(zheng)在于(yu)，還包括供(gong)連接于(yu)所述波導傳輸組件(jian)的(de)電(dian)(dian)源(yuan)和控制器，所述控制器用(yong)以改變所述電(dian)(dian)源(yuan)的(de)輸出電(dian)(dian)壓。

技術總結
本技術涉及光開關技術領域，尤其涉及一種基于非平行薄膜波導的光開關，該光開關包括：分光組件；波導傳輸組件，所述波導傳輸組件包括對應設置的兩個薄膜波導，兩個所述薄膜波導對應的側面具有設定角度，所述波導傳輸組件設置有一個輸入端口區域以及多個輸出端口區域，所述分光組件設置于所述波導傳輸組件的端部且連接于所述輸入端口區域。本技術提供一種基于非平行薄膜波導的光開關，降低了光開關的制造成本和難度，本技術采用兩塊薄膜波導不平行排布的結構設計，利用波導耦合以及光場干涉在橫向上的不均勻性，實現光的可偏轉傳輸。

技術研發人員：胡毅,李佳欣,許京軍
受保護的技術使用者：南開大學
技術研發日：20240220
技術公布日：2024/9/19