[實(shí)用新型]一種光開關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720475108.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN206788417U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜校順;范會(huì)博;張巽;肖敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/35
• 分類號(hào): 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(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型實(shí)施例涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光開關(guān)。

背景技術(shù)

光開關(guān)是一種具有一個(gè)或多個(gè)可選的傳輸端口的光學(xué)元器件，其作用是對(duì)光傳輸線路或集成光路中的光信號(hào)進(jìn)行物理切換或邏輯操作。光開關(guān)在光信息處理系統(tǒng)、光纖通信及傳感以及精密光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。隨著集成光子學(xué)的快速發(fā)展，對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)片上光存儲(chǔ)、光通信、光調(diào)制等功能的光子芯片的需求越來越緊迫，光開關(guān)就是其中關(guān)鍵的元件。

目前應(yīng)用較廣泛的是傳統(tǒng)的機(jī)械式光開關(guān)，通過移動(dòng)光纖將光直接耦合到輸出端，采用發(fā)射鏡或棱鏡切換光路，將光反射或直接送到輸出端。但機(jī)械式光開關(guān)的體積偏大，不易做成大型的光開關(guān)矩陣，且還存在重復(fù)性差和回跳抖動(dòng)的問題，導(dǎo)致機(jī)械式光開關(guān)難以適應(yīng)未來高速、大容量光傳輸?shù)陌l(fā)展需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光開關(guān)，解決了傳統(tǒng)機(jī)械式光開關(guān)存在的難集成和靈敏度低的問題，利用微腔結(jié)構(gòu)、微光纖結(jié)構(gòu)和吸光性薄膜構(gòu)成的耦合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了光開關(guān)，且所述光開關(guān)易于集成，消光比大且靈敏度高。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光開關(guān)，包括：

微腔結(jié)構(gòu)、微光纖結(jié)構(gòu)、至少一層吸光性薄膜以及調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；

所述調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)分別與所述微腔結(jié)構(gòu)、所述微光纖結(jié)構(gòu)和所述吸光性薄膜連接，用于調(diào)節(jié)所述吸光性薄膜與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的距離，以及所述微光纖結(jié)構(gòu)與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的距離；

所述微腔結(jié)構(gòu)呈環(huán)形設(shè)置，所述吸光性薄膜沿垂直于環(huán)形的所述微腔結(jié)構(gòu)所在平面的方向，與所述微腔結(jié)構(gòu)相對(duì)設(shè)置，并與所述微腔結(jié)構(gòu)耦合，用于根據(jù)與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的距離，控制所述微光纖結(jié)構(gòu)與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的耦合狀態(tài)；

所述微光纖結(jié)構(gòu)位于環(huán)形的所述微腔結(jié)構(gòu)所在平面內(nèi)，與所述微腔結(jié)構(gòu)相對(duì)設(shè)置，并與所述微腔結(jié)構(gòu)耦合，用于根據(jù)與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的耦合狀態(tài)，控制所述光開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述吸光性薄膜包括石墨烯薄膜。

進(jìn)一步地，所述微光纖結(jié)構(gòu)的直徑的范圍為[0.5μm-2μm]。

進(jìn)一步地，所述吸光性薄膜的直徑大于所述微腔結(jié)構(gòu)的主直徑。

進(jìn)一步地，所述吸光性薄膜與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的距離范圍是[0μm-3μm]。

進(jìn)一步地，所述微光纖結(jié)構(gòu)與所述微腔結(jié)構(gòu)之間的距離范圍是[0μm-2μm]。

進(jìn)一步地，所述光開關(guān)工作的波長(zhǎng)范圍[0.5μm-2μm]。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種光開關(guān)，通過設(shè)置光開關(guān)包括微腔結(jié)構(gòu)、微光纖結(jié)構(gòu)、至少一層吸光性薄膜以及調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)置調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)分別與微腔結(jié)構(gòu)、微光纖結(jié)構(gòu)和吸光性薄膜連接，調(diào)節(jié)吸光性薄膜與微腔結(jié)構(gòu)之間的距離，以及微光纖結(jié)構(gòu)與微腔結(jié)構(gòu)之間的距離；使微腔結(jié)構(gòu)呈環(huán)形設(shè)置，吸光性薄膜沿垂直于環(huán)形的微腔結(jié)構(gòu)所在平面的方向，與微腔結(jié)構(gòu)相對(duì)設(shè)置，與微腔結(jié)構(gòu)耦合，并根據(jù)與微腔結(jié)構(gòu)之間的距離，控制微光纖結(jié)構(gòu)與微腔結(jié)構(gòu)之間的耦合狀態(tài)；使微光纖結(jié)構(gòu)位于環(huán)形的微腔結(jié)構(gòu)所在平面內(nèi)，與微腔結(jié)構(gòu)相對(duì)設(shè)置，與微腔結(jié)構(gòu)耦合，并根據(jù)與微腔結(jié)構(gòu)之間的耦合狀態(tài)，控制光開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。即通過調(diào)節(jié)吸光性薄膜與微腔結(jié)構(gòu)之間的距離，調(diào)節(jié)微光纖與微腔結(jié)構(gòu)之間的耦合狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光開關(guān)的開關(guān)功能，形成的光開關(guān)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(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種光開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為沿圖1中AA’方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為微腔結(jié)構(gòu)的品質(zhì)因子隨吸光性薄膜與微腔結(jié)構(gòu)之間的距離變化圖；

圖4為微腔結(jié)構(gòu)的諧振波長(zhǎng)的漂移值隨吸光性薄膜與微腔結(jié)構(gòu)之間的距離變化圖；

圖5為微光纖結(jié)構(gòu)的歸一化光輸出功率隨時(shí)間的變化圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種光開關(guān)的控制方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式