[發明專利]一種光開關芯片及其控制方法、光開關矩陣

有效

• 申請號: 201710272627.6
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN108732688B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 魏玉明
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本申請實施例公開了一種光開關芯片及其控制方法、光開關矩陣，涉及光電技術領域，能夠保證光開關芯片的開關響應速度。光開關芯片包括：第一器件層和第二器件層，所述第一器件層包括：第一轉軌波導與第二總線波導，所述第二器件層包括：第二轉軌波導與第一總線波導；其中，所述第一總線波導的延伸方向和第二總線波導的延伸方向垂直；所述第一轉軌波導的第一端的延伸方向與所述第二總線波導的延伸方向垂直；所述第二轉軌波導的第一端的延伸方向與所述第一總線波導的延伸方向垂直；所述第一轉軌波導的第二端的延伸方向與所述第二總線波導的延伸方向成第一夾角；所述第二轉軌波導的第二端的延伸方向與所述第一總線波導的延伸方向成第二夾角。

技術領域

本申請涉及光電技術領域，尤其涉及一種光開關芯片及其控制方法、光開關矩陣。

背景技術

光通信網絡通常由起路由器作用的光開關矩陣連接光纖構建。現有技術中，光開關矩陣包含若干矩陣分布的光開關芯片。參照圖1所示，光開關芯片包括總線光波導DG(buswaveguide)和轉軌波導UG，其中轉軌波導UG位于總線光波導DG上方。總線光波導DG包括縱向的總線光波導DG1和橫向的總線光波導DG2，兩者縱橫交叉，縱向的總線光波導DG1和橫向的總線光波導DG2分別設置在上下兩個波導平面并且兩個波導平面的距離能夠保證縱向的總線光波導DG1和橫向的總線光波導DG2在交叉處對光信號引入損耗。轉軌波導UG形成90°的轉向，其中轉軌波導UG的一端與縱向的總線光波導DG1平行，轉軌波導UG的另一端與橫向的總線光波導DG2平行。

參照圖2a所示，在平行的兩個光波導中，令信號光從第一光波導G1的輸入端口輸入，當兩個光波導相距較遠的時候，信號光被第一光波導G1完全限制，因而不受第二光波導G2的任何影響，此時信號光從第一光波導G1的輸出端口輸出；參照圖2b所示，當兩個光波導的距離逐漸減小時，第二光波導G2對信號光的影響會越來越強，最后導致信號光被全部耦合到第二光波導G2中，此時，信號光從第二光波導G2的輸出端口輸出。

因此，當在光開關芯片不加電的時候，轉軌波導UG對下層的總線光波導DG不形成任何影響，光開關芯片處于“直通態”；在加電的時候，上下層的波導之間產生電勢差，這樣由于“靜電吸引力”的作用，上層的轉軌波導UG的兩臂被拉下來(其中90°轉彎的部分是固定，不會上下移動)。此時，若信號光從橫向的總線光波導輸入，則橫向的總線光波導中的光信號就會耦合到上層的轉軌波導UG中，經過90°轉向后，再耦合到縱向的總線光波導，這樣光開關芯片就處于

“交叉態”。但是如圖1所示，現有技術提供的方案中共需要三個波導平面實現即縱向的總線光波導DG1、橫向的總線光波導DG2以及轉軌波導UG分別位于不同的波導平面。這樣的方案工藝復雜度較高，此外，如圖1所示，由于縱向的總線光波導DG1和橫向的總線光波導DG2分別設置在上下兩個波導平面，因此從位于最高的波導平面上的轉軌波導UG到最低平面上的橫向的總線光波導DG2需要運動的距離大于轉軌波導UG到縱向的總線光波導DG1需要運動的距離，轉軌波導UG到縱向的總線光波導DG1需要運動的距離小于兩者所在波導平面之間的距離，而轉軌波導UG到最低平面上的橫向的總線光波導DG2需要運動的距離小于兩者所在波導平面之間的距離但是大于轉軌波導UG到縱向的總線光波導DG1兩者所在波導平面之間的距離，因此這種設計不利于光開關芯片的開關響應速度。

發明內容

本申請的實施例提供光學芯片及其控制方法、光開關矩陣，解決了光開關芯片的開關響應速度慢的問題。

為達到上述目的，本申請的實施例采用如下技術方案：