[发明专利]一种基于微流道压强差的光开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于微流道压强差的光开关，属于光通信、光电子技术的技术领域。

背景技术

光开关是光交换的核心器件，也是影响光网络性能的主要因素之一。光开关作为新一代全光联网网络的关键器件，主要用来实现光层面上的路由选择、波长选择、光交叉连接和自愈保护等功能。在全光网中，光分插复用器件(OADM)和光交叉连接(OXC)是不可缺少的网络节点设备，而光开关和光开关阵列则是这些设备中的核心器件。但是，目前的光开关除了MEMS等少数类型的光开关以外，现有的光开关的交换容量总是有限，而且很难制成大阵列，因为MEMS光开关本身在抗机械摩擦、磨损或震动等方面存在很多不足之处。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种基于微流道压强差的光开关，该光开关很好地解决了现有的光开关磨损大、能耗高、响应速度慢的问题，该光开关将气压泵和微流控技术应用于现代光通信技术中，利用气/液的流体特性，来控制光束的全反射和全透射，进而实现光开关的“开”和“关”动作，该光开关具有很好的操控性和适应性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于微流道压强差的光开关，该光开关采用三层结构。第一层为盖板1，其左上角留有与储液罐9相连的注液孔2，盖板的右下角留有与储液罐10相连的注液孔3。第二层为方形透明介质层4，包括储液罐9、储液罐10、对角线上的微流道11、四个条形介质光波导5、6、7、8，其中这四个条形介质光波导位于同一水平面上，微流道11位于方形透明介质层4的对角线上，上端用弹性薄膜密封，在其中间有段空气柱，两端填充匹配液并分别与储液罐9、10相通，匹配液是通过盖板1上的注液孔2、3分别向两个储液罐9、10注液的，其折射率与方形透明介质层4相同或相近。第三层为平板基底12。

本发明的盖板1的下表面与方形透明介质4的上表面，以及方形透明介质4的下表面与平板基底12的上表面都是通过等离子辅助键合方式连接。该光开关利用气压泵对盖板1上的注液孔2、3进行压强控制，可连续驱动储液罐9、10中液体流动，进而调节微流道11中匹配液与空气柱的相对位置，控制光束的全反射和全透射，实现光开关的“开”和“关”动作。

有益效果：

1、本发明结构紧凑、制作成本低、易于小型化和集成化。

2、本发明气压驱动控制方便，驱动微流体的能耗低，驱动力大，且响应速度快、机械磨损小、机械污染少。

3、本发明设计的芯片结构严格轴对称，可从各个方位实现光开关的“开”和“关”，具有实际的应用价值。

4、本发明是将气压泵和微流控驱动技术应用于光开关之中，通过压控实现光开关的“开”和“关”，其具有良好的操控性和适应性。

5、本发明属于微流控光器件，其结构简单，因而制作成本、生产工艺大大降低，具有重要的技术价值和经济价值，能够在光通信领域中得到广泛的应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

标识说明：盖板-1；注液孔-2；注液孔-3；方形透明介质层-4；储液罐-9；储液罐-10；微流道-11；条形介质光波导-5、6、7、8；平板基底-12；气压泵连线管-13、14；气压泵-15。

图2、图3为基于气压驱动的光开关工作原理示意图。

其中，图2为光束全反射，即光开关处于“开”状态；图3为光束全部透射，即光开关处于“关”状态。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步的详细描述。