[發(fā)明專利]基于鍺銻碲化合物相變材料輔助的偏振不敏感光開關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010690370.8
• 申請(qǐng)日: 2020-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN111999957B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳偉偉;梁偉;汪鵬君;張波豪;姚潤(rùn)葵;李燕;戴庭舸;楊建義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/313
• 分類號(hào): G02F1/313;G02B6/126;G02B6/125
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

1.一種基于鍺銻碲化合物相變材料輔助的偏振不敏感光開關(guān)，其特征在于包括包層和光開關(guān)主體結(jié)構(gòu)，所述的包層的材料為二氧化硅，所述的光開關(guān)主體結(jié)構(gòu)嵌入所述的包層內(nèi)被所述的包層包裹住，所述的光開關(guān)主體結(jié)構(gòu)包括偏振分束器PBS1，第一偏振合成器、第二偏振合成器、第一定向耦合器、第二定向耦合器、交叉波導(dǎo)、第一彎曲波導(dǎo)、第二彎曲波導(dǎo)、第一矩形波導(dǎo)、第一錐形波導(dǎo)、第二矩形波導(dǎo)、第一弧形波導(dǎo)、第二弧形波導(dǎo)、第三弧形波導(dǎo)和第四弧形波導(dǎo)，所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器分別具有相變材料鍺銻碲，所述的第一彎曲波導(dǎo)和所述的第二彎曲波導(dǎo)分別由一直波導(dǎo)彎曲兩次形成，且所述的第一彎曲波導(dǎo)和所述的第二彎曲波導(dǎo)的兩處彎曲處均為弧形；所述的第一弧形波導(dǎo)、所述的第二弧形波導(dǎo)、所述的第三弧形波導(dǎo)和所述的第四弧形波導(dǎo)的弧度均為90度，所述的第一錐形波導(dǎo)具有小頭端和大頭端；

所述的偏振分束器、所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器分別具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述的第一偏振合成器和所述的第二偏振合成器分別具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述的交叉波導(dǎo)具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述的偏振分束器的輸入端為所述的光開關(guān)的輸入端，用于接入由TE₀模式光源和TM₀模式光源混合而成的TE₀/TM₀混合模式光源，所述的偏振分束器的第一輸出端通過所述的第一彎曲波導(dǎo)和所述的第一定向耦合器的輸入端連接，所述的偏振分束器的第二輸出端通過所述的第二彎曲波導(dǎo)和所述的第二定向耦合器的輸入端連接，所述的第一定向耦合器的第一輸出端通過第一矩形波導(dǎo)和所述的第二偏振合成器的第一輸入端連接，所述的第一定向耦合器的第二輸出端和所述的第一偏振合成器的第一輸入端連接，所述的第二定向耦合器的第一輸出端和所述的第一偏振合成器的第二輸入端連接，所述的第一偏振合成器的輸出端和所述的第一弧形波導(dǎo)的一端連接，所述的第一弧形波導(dǎo)的另一端和所述的交叉波導(dǎo)的第一輸入端連接，所述的第二定向耦合器的第二輸出端和所述的第一錐形波導(dǎo)的小頭端連接，所述的第一錐形波導(dǎo)的大頭端和所述的第二弧形波導(dǎo)的一端連接，所述的第二弧形波導(dǎo)的另一端和所述的交叉波導(dǎo)的第二輸入端連接，所述的交叉波導(dǎo)的第一輸出端和所述的第三弧形波導(dǎo)的一端連接，所述的第三弧形波導(dǎo)的另一端和所述的第二偏振合成器的第二輸入端連接，所述的第二偏振合成器的輸出端為所述的光開關(guān)的第一輸出端，所述的交叉波導(dǎo)的第二輸出端和所述的第四弧形波導(dǎo)的一端連接，所述的第四弧形波導(dǎo)的另一端和所述的第二矩形波導(dǎo)的一端連接，所述的第二矩形波導(dǎo)的另一端為所述的光開關(guān)的第二輸出端；

所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器均具有兩種工作模式，兩種工作模式分別為相變工作模式和無相變工作模式，當(dāng)對(duì)所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器的相變材料鍺銻碲進(jìn)行加熱，使相變材料鍺銻碲產(chǎn)生相變時(shí)，所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器處于相變工作模式，否則，所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器處于無相變工作模式，所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器或者同時(shí)處于相變工作模式，或者同時(shí)處于無相變工作模式；

當(dāng)所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器同時(shí)處于相變工作模式，所述的偏振分束器將通過其輸入端輸入其內(nèi)的TE₀/TM₀混合模式光源進(jìn)行分離，并在其第一輸出端輸出TE₀模式光源以及其第二輸出端輸出TM₀模式光源，所述的第一定向耦合器的輸入端接入所述的偏振分束器的第一輸出端輸出的TE₀模式光源，所述的第二定向耦合器的輸入端接入所述的偏振分束器的第二輸出端輸出的TM₀模式光源，此時(shí)所述的第一定向耦合器的第二輸出端輸出TE₀模式光源，所述的第一定向耦合器的第一輸出端無輸出，所述的第二偏振合成器的第一輸入端無信號(hào)輸入，所述的第二定向耦合器的第一輸出端輸出TM₀模式光源，所述的第二定向耦合器的第二輸出端無輸出，所述的交叉波導(dǎo)的第二輸入端無信號(hào)輸入，所述的第一偏振合成器的第一輸入端接入TE₀模式光源，所述的第一偏振合成器的第二輸入端接入TM₀模式光源，所述的第一偏振合成器將輸入其內(nèi)的TE₀模式光源和TM₀模式光源進(jìn)行混合得到TE₀/TM₀混合模式光源在其輸出端輸出，所述的交叉波導(dǎo)的第一輸入端接入TE₀/TM₀混合模式光源后在其第二輸出端輸出TE₀/TM₀混合模式光源，所述的交叉波導(dǎo)的第一輸出端無信號(hào)輸出，所述的第二偏振合成器的第二輸入端無信號(hào)輸入，所述的第二偏振合成器的輸出端無信號(hào)輸出， TE₀/TM₀混合模式光源通過所述的第二矩形波導(dǎo)輸出，此時(shí)所述的光開關(guān)的第一輸出端無信號(hào)輸出，所述的光開關(guān)的第二輸出端輸出TE₀/TM₀混合模式光源；

當(dāng)所述的第一定向耦合器和所述的第二定向耦合器同時(shí)處于無相變工作模式時(shí)，所述的偏振分束器將通過其輸入端輸入其內(nèi)的TE₀/TM₀混合模式光源進(jìn)行分離，并在其第一輸出端輸出TE₀模式光源以及其第二輸出端輸出TM₀模式光源，所述的第一定向耦合器的輸入端接入所述的偏振分束器的第一輸出端輸出的TE₀模式光源，所述的第二定向耦合器的輸入端接入所述的偏振分束器的第二輸出端輸出的TM₀模式光源，此時(shí)所述的第一定向耦合器的第一輸出端輸出TE₀模式光源，所述的第一定向耦合器的第二輸出端無輸出，所述的第一偏振合成器的第一輸入端無信號(hào)輸入，所述的第二偏振合成器的第一輸入端輸入TE₀模式光源，所述的第二定向耦合器的第二輸出端輸出TM₀模式光源，所述的第二定向耦合器的第一輸出端無輸出，所述的第一偏振合成器的第二輸入端無信號(hào)輸入，所述的第一偏振合成器的輸出端無信號(hào)輸出，所述的交叉波導(dǎo)的第一輸入端無信號(hào)輸入，所述的交叉波導(dǎo)的第二輸入端接入TM₀模式光源，所述的交叉波導(dǎo)的第一輸出端輸出TM₀模式光源，所述的交叉波導(dǎo)的第二輸出端無信號(hào)輸出，所述的第二偏振合成器的第一輸入端接入TM₀模式光源，所述的第二偏振合成器將輸入其內(nèi)的TE₀模式光源和TM₀模式光源進(jìn)行混合得到TE₀/TM₀混合模式光源在其輸出端輸出，所述的第一錐形波導(dǎo)無輸出，此時(shí)所述的光開關(guān)的第二輸出端無信號(hào)輸出，所述的光開關(guān)的第一輸出端輸出TE₀/TM₀混合模式光源。