[實用新型]一種2×2新型波導光開關

有效

• 申請號: 201820690064.2
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN208110097U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 萬靜;范樹政;陳博宇;黃少強;劉成杰
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G02B6/35
• 分類號: G02B6/35
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本實用新型公開了一種2×2新型波導光開關，包括從上至下的三層結構。本實用新型為2×2光開關，即有兩個光波輸入端口以及兩個光波輸出端口，能實現光開關的“關”和“開”功能，為制作大規模光開關陣列提供了更大的靈活性，具有實際的應用價值；本發明采用條形以及類拉錐型介質光波導傳輸光波，可解決光波在全反射時部分光無法耦合到波導輸出的問題，從而大大提高了光開關的能量傳輸效率；本實用新型結構簡單、體積小、響應時間短、易于集成為光通信器件；本實用新型采用微流控及微機械加工技術，制作成本較小，制作工藝較成熟，具有潛在經濟與應用價值，能夠在光通信領域中得到廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及光互聯網中的光交叉連接、光分插復用器件技術領域，尤其是一種2×2新型波導光開關。

背景技術

光開關是光交換的核心器件，也是影響光網絡性能的主要因素之一。光開關作為新一代全光聯網網絡的關鍵器件，主要用來實現光層面上的路由選擇、波長選擇、光交叉連接和自愈保護等功能。在全光網中，光分插復用器件(OADM)和光交叉連接(OXC)是不可缺少的網絡節點設備，而光開關和光開關陣列則是這些設備中的核心器件。但是，目前的光開關除了MEMS等少數類型的光開關以外，現有的光開關的交換容量總是有限，而且很難制成大陣列，因為MEMS光開關本身在抗機械摩擦、磨損或震動等方面存在很多不足之處。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種2×2新型波導光開關，能夠實現2×2光開關功能。

為解決上述技術問題，本發明提供一種2×2新型波導光開關，包括：從上至下的三層結構，第一層包括壓電陶瓷10、透明介質層11、引線槽13和壓電陶瓷引線14，從透明介質層11底部開一個圓柱形凹槽并嵌入壓電陶瓷10，用鉆孔的方式在透明介質層11頂部開出引線槽13，壓電陶瓷引線14通過引線槽13引出；第二層包括微流道5、儲液罐6、彈性薄膜9、匹配液體12、透明石英玻璃8、橫向條形介質光波導1、豎向條形介質光波導2、橫向類拉錐型介質光波導3和豎向類拉錐型介質光波導4，第二層用透明石英玻璃8作限制光波的包層，同時嵌入折射率略大于包層的橫向條形介質光波導1以及豎向條形介質光波導2作為光波輸入端口，嵌入折射率略大于包層的橫向類拉錐型介質光波導3以及豎向類拉錐型介質光波導4作為光波輸出端口，在透明石英玻璃8內部開一個微流道5，微流道5末端連通圓柱形儲液罐6，儲液罐表面密封一個彈性薄膜9，微流道和儲液罐里填充匹配液體12；第三層包括透明石英玻璃7，起到封裝固定以及限制光波的作用。

優選的，光開關中橫向條形介質光波導1、豎向條形介質光波導2、橫向類拉錐型介質光波導3以及豎向類拉錐型介質光波導4折射率略大于透明石英玻璃8。

優選的，光開關中橫向條形介質光波導1、豎向條形介質光波導2作為光波輸入端口，橫向類拉錐型介質光波導3以及豎向類拉錐型介質光波導4作為光波輸出端口。

優選的，光開關“開”狀態時，大部分光束全反射后垂直從類拉錐型光波導出射，少部分光束全反射后經類拉錐型波導的錐面反射后出射。

本發明的有益效果為：(1)本發明為2×2光開關，即有兩個光波輸入端口以及兩個光波輸出端口，能實現光開關的“關”和“開”功能，為制作大規模光開關陣列提供了更大的靈活性，具有實際的應用價值；(2)本發明采用條形以及類拉錐型介質光波導傳輸光波，可解決光波在全反射時部分光無法耦合到波導輸出的問題，從而大大提高了光開關的能量傳輸效率；(3)本發明結構簡單、體積小、響應時間短、易于集成為光通信器件；(4)本發明采用微流控及微機械加工技術，制作成本較小，制作工藝較成熟，具有潛在經濟與應用價值，能夠在光通信領域中得到廣泛的應用。

附圖說明

圖1為本發明的光開關結構示意圖。

圖2為本發明的光開關光束全部反射、光開關的“開”狀態示意圖；

圖3為本發明的光開關光束全部反射、光開關的“開”狀態示意圖；