[发明专利]一种光开关芯片及其控制方法、光开关矩阵

权利要求书

1.一种光开关芯片，其特征在于，包括：第一器件层和第二器件层，所述第一器件层包括：第一转轨波导与第二总线波导，所述第二器件层包括：第二转轨波导与第一总线波导；

其中，所述第一总线波导的延伸方向和第二总线波导的延伸方向垂直；所述第一转轨波导的第一端的延伸方向与所述第二总线波导的延伸方向垂直；所述第二转轨波导的第一端的延伸方向与所述第一总线波导的延伸方向垂直；

所述第一转轨波导的第二端的延伸方向与所述第二总线波导的延伸方向成第一夹角；所述第二转轨波导的第二端的延伸方向与所述第一总线波导的延伸方向成第二夹角；

所述第一转轨波导与所述第二总线波导施加第一电平，所述第二转轨波导与所述第一总线波导施加第二电平；

所述第一电平和第二电平之差的绝对值小于或等于第一阈值时，所述光开关芯片处于直通态；

所述第一电平和第二电平之差的绝对值大于或等于第二阈值时，所述第一转轨波导的第一端与所述第一总线波导的距离减小形成第一耦合器；所述第二转轨波导的第一端与所述第二总线波导的距离减小形成第二耦合器；所述第一转轨波导的第二端与所述第二转轨波导的第二端的距离减小形成第三耦合器，所述光开关芯片处于交叉态；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

2.根据权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于，还包括电极；

所述电极与所述第一转轨波导以及所述第二总线波导形成电学连接，所述第二转轨波导以及所述第一总线波导与地形成电学连接；

在所述电极的电平与所述地的电平之差的绝对值小于或等于所述第一阈值时，所述光开关芯片处于直通态；

对所述电极施加预定电压，并且所述预定电压与所述地的电平之差的绝对值大于或等于所述第二阈值时，所述光开关芯片处于交叉态。

3.根据权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于，在交叉态，所述第一转轨波导的第一端朝向所述第一总线波导减小距离；所述第二转轨波导的第一端朝向所述第二总线波导减小距离；

所述第一转轨波导的第二端朝向所述第二转轨波导的第二端减小距离，和/或,所述第二转轨波导的第二端朝向所述第一转轨波导的第二端减小距离。

4.根据权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于，所述第一夹角与所述第二夹角之和为90°。

5.根据权利要求4所述的光开关芯片，其特征在于，所述第一夹角与所述第二夹角相等。

6.根据权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于，在直通态时，光信号沿所述第一总线波导或第二总线波导传输；

在交叉态时，光信号依次沿所述第一总线波导、所述第一转轨波导、所述第二转轨波导和所述第二总线波导传输，或者光信号依次沿所述第二总线波导、所述第二转轨波导、所述第一转轨波导和所述第一总线波导传输。

7.根据权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于，

所述第一转轨波导的第一端的垂直投影位于所述第一总线波导上；

所述第二转轨波导的第一端的垂直投影位于所述第二总线波导上；

所述第一转轨波导的第二端的垂直投影位于所述第二转轨波导上；

所述第二转轨波导的第二端的垂直投影位于所述第一转轨波导上。

8.根据权利要求1所述的光开关芯片，其特征在于，

在交叉态，所述第一耦合器为绝热耦合器或方向耦合器；所述第二耦合器为绝热耦合器或方向耦合器；所述第三耦合器为绝热耦合器或方向耦合器。

9.一种光开关芯片的控制方法，其特征在于，所述光开关芯片为如权利要求1-8任一项所述的光开关芯片，所述方法包括：

向所述第一转轨波导与所述第二总线波导施加第一电平；

向所述第二转轨波导与所述第一总线波导施加第二电平；

控制所述第一电平和第二电平之差的绝对值小于或等于第一阈值，使得所述光开关芯片处于直通态；

或者，控制所述第一电平和第二电平之差的绝对值大于或等于第二阈值，使得所述光开关芯片处于交叉态；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。