[發明專利]基于鍺銻碲化合物相變材料輔助的偏振不敏感光開關

有效

• 申請號: 202010690370.8
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111999957B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 陳偉偉;梁偉;汪鵬君;張波豪;姚潤葵;李燕;戴庭舸;楊建義
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G02F1/313
• 分類號: 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

本發明公開了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，其特征在于包括包層和光開關主體結構，光開關主體結構包括偏振分束器、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、第一彎曲波導、第二彎曲波導、第一矩形波導、第一錐形波導、第二矩形波導、第一弧形波導、第二弧形波導、第三弧形波導和第四弧形波導，第一定向耦合器和第二定向耦合器分別具有相變材料鍺銻碲，第一弧形波導、第二弧形波導、第三弧形波導和第四弧形波導的弧度為90度，第一錐形波導具有小頭端和大頭端；優點是串擾低，帶寬較寬，且可以用于TE₀模式光源和TM₀這模式光源同時傳播即偏振不敏感。

技術領域

本發明涉及一種光開關，尤其是涉及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。

背景技術

在過去的十年里，硅光子學因其實現元件高密度和低功耗的潛力，以及其與互補金屬氧化物半導體（CMOS）制造技術的兼容性，在光學互連、傳感和信號處理等諸多領域得到廣泛的研究。傳統的硅光開關主要有基于馬赫曾德爾干涉儀（MZI）的硅光開關以及基于微環諧振器（MRR）的硅光開關。這兩種硅光開關主要依賴于自由載流子等離子體色散效應和熱光效應，而引起人們的廣泛關注。 但是，為了維持開關狀態，需要持續的功耗，因此非常需要一種不消耗額外功率來維持開關狀態，并且在串擾、速度等方面具有引人注目的性能的一種光開關。

出于對上述問題的考慮，人們開始嘗試將相變材料應用于集成光電子器件中。目前集成在硅波導上的鍺銻碲化合物相變材料Ge₂Sb₂Te₅已經普遍用于可重構的片上光學器件的實現，近幾年來，人們已經在基于定向耦合器、微環諧振器以及非對稱馬赫增德爾干涉儀結構上，提出了很多光開關，且報道出來的光開關都能展示良好的性能，但是這些光開關所傳播的光源模式很單一，即TE₀模式的傳播方向與電場方向垂直，TM₀模式的傳播方向與磁場方向垂直，也就是說它們僅適用于一種偏振狀態，并且由于在絕緣體上硅平臺的高折射率對比度而對偏振敏感，導致人們在設計光開關的時候，只能選擇其中一種偏振模式，因此非常需要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。

鑒此，設計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。對于解決串擾問題，增大器件帶寬以及解決偏振不敏感問題具有十分重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種串擾低，帶寬較寬，且偏振不敏感的基于鍺銻碲化合物相變材料輔助的偏振不敏感光開關。