[發明專利]光開關結構

有效

• 申請號: 201010128843.1
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN101840076A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 黎永前;王寧博;丁麗娟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

所屬領域

本發明涉及一種光開關結構，尤其涉及一種基于流體光波導的光開關結構，屬于光互聯網中光交叉連接、光分插復用器件的技術領域。

現有技術

光開關作為光交換系統的基本單元，在全光網絡中起到關鍵的作用。波導式光開關作為光開關的一種，由于其體積小，便于集成的優點，在大規模集成化方面具有廣泛的應用前景。現有制備波導式光開關的方法：基于熱光效應形成波導式光開關，基于電光效應形成光開關，基于聲光效應形成光開關，基于光光效應形成光開關以及基于微流控技術形成光開關等。

(1)基于熱光效應形成的光開關。陳媛媛等人2009年在激光與紅外第39卷第1期46-49頁上發表的文章中提出了一種利用熱光效應制備的波導式光開關，利用波導材料的熱光效應實現對波導材料折射率的調制，改變光的路徑達到開關的目的。肖司淼等人獲得的中國專利(200810061435.1)提出了一種基于狹縫波導的Mach-Zehnder型波導式光開關，根據熱光效應使得Si波導實現了開關功能。楊建義等人獲得的中國專利(200520102222.0)提出了一種基于多模干涉耦合器結構的波導式光開關，通過聚合物波導實現光開關功能。

(2)基于電光效應形成的光開關。Shinji?Lio等人獲得的美國專利(US7317848B2)中提出了一種利用電光效應制備的波導式光開關，通過載流子注入的方法實現對波導材料折射率的調制，改變光的路徑達到開關的目的。還可以參閱戚偉等人在2009年CHIN.PHYS.LETT第26卷第3(2009)034215號上發表的文章以及Yi-Hsin?Lin等人在2009年Materials第1662-1673頁發表的文章。

(3)基于聲光效應形成光開關。David?A.Smith等人在1996年JOURNAL?OFLIGHTWAVE?TECHNOLOGY第14卷第6期第1005-1020頁上發表的文章中提出了一種基于聲光效應形成的光開關。

(4)基于光光效應形成光開關。M.J.Potasek等人在2002年QUANTUM?ELECTRONICS第8卷第3期第714-722頁上發表的文章中提出了一種基于光光效應形成光開關。YujiKobayashi等人獲得的美國專利(5091984)提出了一種光開關，利用光引起光致變色化合物發生光致變色反應，實現對光致變色化合物周圍介質折射率的調制，改變光的路徑達到開關的目的。還可以參閱Yuji?Kobayashi等人在MRS上發表的文章。

(5)基于微流控技術形成光開關。徐寧等人獲得的中國專利(200910191063.X)利用電荷之間的作用力，控制與微流道交叉的細管中物質的變化，實現光開關功能。Alex?Groisman等人在2008年OPTICS?EXPRESS第16卷第18期上發表的文章中提出了一種基于衍射的光流體開關。還可以參閱Kyle?Campbell等人在2004年APL第85卷第25期上發表的文章。

上述基于熱光，電光，聲光以及光光效應形成的光開關對材料有限制，不便于集成。

發明內容

本發明的目的是：針對現有利用波導材料的熱光效應、電光效應等制備的波導式光開關對波導材料要求嚴格，不便于集成的現狀，提出一種結構簡單，便于集成的基于流體光波導的光開關結構。

參閱附圖1，附圖2和附圖5，本發明的技術方案是：一種光開關結構，依次包括基底I1、結構層2和基底II3，結構層2上有與基底I1和基底II3平行的至少3段微管道，各段微管道的一端在同一位置互相連通，其中一段微管道的另一端與輸入口7連通，其余各段微管道的另一端與輸出口I8連通；微管道里充滿流體；與微管道段數相同的若干對金屬電極分別處在基底I1和基底II3上相應的位置上以直接加熱相應微管道中的流體；金屬電極也可以處在結構層2的多個內壁上；基底I1上在與結構層2上輸入口7和輸出口I8相應的位置布有開孔。

為了保證金屬電極和流體絕緣，可以在金屬電極表面覆蓋聚合物薄膜10，參閱附圖5和附圖6。