[實用新型]一種光開關

有效

• 申請號: 201720475108.5
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN206788417U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 姜校順;范會博;張巽;肖敏
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35;G02B6/293
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆,胡彬

技術領域

本實用新型實施例涉及光學技術領域，尤其涉及一種光開關。

背景技術

光開關是一種具有一個或多個可選的傳輸端口的光學元器件，其作用是對光傳輸線路或集成光路中的光信號進行物理切換或邏輯操作。光開關在光信息處理系統、光纖通信及傳感以及精密光學測量系統中具有廣泛的應用。隨著集成光子學的快速發展，對能夠實現片上光存儲、光通信、光調制等功能的光子芯片的需求越來越緊迫，光開關就是其中關鍵的元件。

目前應用較廣泛的是傳統的機械式光開關，通過移動光纖將光直接耦合到輸出端，采用發射鏡或棱鏡切換光路，將光反射或直接送到輸出端。但機械式光開關的體積偏大，不易做成大型的光開關矩陣，且還存在重復性差和回跳抖動的問題，導致機械式光開關難以適應未來高速、大容量光傳輸的發展需求。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型實施例提供了一種光開關，解決了傳統機械式光開關存在的難集成和靈敏度低的問題，利用微腔結構、微光纖結構和吸光性薄膜構成的耦合系統，實現了光開關，且所述光開關易于集成，消光比大且靈敏度高。

本實用新型實施例提供了一種光開關，包括：

微腔結構、微光纖結構、至少一層吸光性薄膜以及調節結構；

所述調節結構分別與所述微腔結構、所述微光纖結構和所述吸光性薄膜連接，用于調節所述吸光性薄膜與所述微腔結構之間的距離，以及所述微光纖結構與所述微腔結構之間的距離；

所述微腔結構呈環形設置，所述吸光性薄膜沿垂直于環形的所述微腔結構所在平面的方向，與所述微腔結構相對設置，并與所述微腔結構耦合，用于根據與所述微腔結構之間的距離，控制所述微光纖結構與所述微腔結構之間的耦合狀態；

所述微光纖結構位于環形的所述微腔結構所在平面內，與所述微腔結構相對設置，并與所述微腔結構耦合，用于根據與所述微腔結構之間的耦合狀態，控制所述光開關的開關狀態。

進一步地，所述吸光性薄膜包括石墨烯薄膜。

進一步地，所述微光纖結構的直徑的范圍為[0.5μm-2μm]。

進一步地，所述吸光性薄膜的直徑大于所述微腔結構的主直徑。

進一步地，所述吸光性薄膜與所述微腔結構之間的距離范圍是[0μm-3μm]。

進一步地，所述微光纖結構與所述微腔結構之間的距離范圍是[0μm-2μm]。

進一步地，所述光開關工作的波長范圍[0.5μm-2μm]。

本實用新型實施例提供了一種光開關，通過設置光開關包括微腔結構、微光纖結構、至少一層吸光性薄膜以及調節結構，設置調節結構分別與微腔結構、微光纖結構和吸光性薄膜連接，調節吸光性薄膜與微腔結構之間的距離，以及微光纖結構與微腔結構之間的距離；使微腔結構呈環形設置，吸光性薄膜沿垂直于環形的微腔結構所在平面的方向，與微腔結構相對設置，與微腔結構耦合，并根據與微腔結構之間的距離，控制微光纖結構與微腔結構之間的耦合狀態；使微光纖結構位于環形的微腔結構所在平面內，與微腔結構相對設置，與微腔結構耦合，并根據與微腔結構之間的耦合狀態，控制光開關的開關狀態。即通過調節吸光性薄膜與微腔結構之間的距離，調節微光纖與微腔結構之間的耦合狀態，進而實現光開關的開關功能，形成的光開關易于集成，消光比大且靈敏度高。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例一提供的一種光開關的結構示意圖；

圖2為沿圖1中AA’方向的剖面結構示意圖；

圖3為微腔結構的品質因子隨吸光性薄膜與微腔結構之間的距離變化圖；

圖4為微腔結構的諧振波長的漂移值隨吸光性薄膜與微腔結構之間的距離變化圖；

圖5為微光纖結構的歸一化光輸出功率隨時間的變化圖；

圖6為本實用新型實施例二提供的一種光開關的控制方法的流程示意圖。

具體實施方式