[发明专利]一种光子晶体光纤电光开关及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电光开关技术领域，尤其涉及一种光子晶体光纤电光开关及其制备方法。

背景技术

电光开关作为光通信和新一代全光网络的关键器件，已被广泛应用于光层路由选择、光交叉连接、光分插复用、光网络监控等领域。比较典型的电光开关是定向耦合型电光开关，但其在光纤耦合连接时会产生较大损耗。而现有的集成波导与光纤的耦合效率虽可以达到60％以上，但是耦合带来的附加损耗却远远高于全光纤器件的连接损耗。光纤电光开关的主流方案有光纤布拉格光栅型、长周期光纤光栅型、光子晶体光纤带隙型等，但其开关功率高且电光开关的响应时间慢。

因此，现有技术中存在着电光开关与光纤耦合时会连接损耗大、耦合附加损耗大、开关功率高及响应时间慢的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种光子晶体光纤电光开关及其制备方法，旨在解决存在着电光开关与光纤耦合时会连接损耗大、耦合附加损耗大、开关功率高及响应时间慢的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种光子晶体光纤电光开关，所述光子晶体光纤电光开关包括：光子晶体光纤、两个电极、波导及外接电压装置；

所述电极及所述波导位于所述光子晶体光纤的内部；

所述波导包括所述光子晶体光纤的纤芯及填充在所述光子晶体光纤的第一包层区气孔中的液体材料；

所述电极由填充在所述光子晶体光纤的第二包层区气孔中的金属材料所形成；

所述光子晶体光纤的的侧面设有两个孔，两个所述孔分别与两个所述电极相连，所述孔中填充导电材料，所述外接电压装置通过所述导电材料与所述电极连接成通路。

进一步地，两个所述电极以所述光子晶体光纤的纤芯为中心呈对称分布，填充了液体材料的所述第一包层区气孔以所述光子晶体光纤的纤芯为中心呈对称分布，所述第一包层区气孔位于所述两个电极之间。

进一步地，所述金属材料的材料为低电阻导电金属材料。

进一步地，所述金属材料为金或银。

进一步地，所述液体材料为具有电光效应的液体材料。

进一步地，所述液体材料为液晶材料。

进一步地，所述光子晶体光纤的端面分布的包层区气孔的整体形状为六边形。

进一步地，所述光子晶体光纤的纤芯为实芯纤芯。

为实现上述目的，本发明还提供一种光子晶体光纤电光开关的制备方法，所述方法包括：

将所述光子晶体光纤的两端分别与单模光纤熔接，且将距离熔接点10μm处的一端单模光纤进行切断处理；

通过飞秒激光微加工技术对切断处剩余的单模光纤薄片进行选择性开孔，并向选择性打开的2个第二包层区气孔中填充金属材料，以形成两个电极；

通过所述飞秒激光微加工技术再次对所述单模光纤薄片进行选择性开孔，并向选择性打开的2个第一包层区气孔中填充液体材料；

在所述光子晶体光纤的侧面打两个孔，向所述孔中填充导电材料并接入外接电压装置，以形成光子晶体光纤电光开关。

进一步地，所述通过飞秒激光微加工技术对切断处剩余的单模光纤薄片进行选择性开孔，并向选择性打开的2个第二包层区气孔中填充金属材料，以形成两个电极的步骤包括：

通过飞秒激光微加工技术对切断处剩余的单模光纤薄片进行选择性开孔，并对选择性打开的2个第二包层区气孔进行高压处理；

对已进行高压处理的2个第二包层区气孔进行熔融拉锥处理；

向进行熔融拉锥处理后的2个第二包层区气孔中填充金属材料，以形成两个电极。

本发明提出的一种光子晶体光纤电光开关的制备方法，光子晶体光纤电光开关包括：光子晶体光纤、两个电极、波导及外接电压装置，电极及波导位于光子晶体光纤的内部，波导包括光子晶体光纤的纤芯及填充在光子晶体光纤的第一包层区气孔中的液体材料，电极由填充在光子晶体光纤的第二包层区气孔中的金属材料所形成，光子晶体光纤的的侧面设有两个孔，两个孔分别与两个电极相连，孔中填充导电材料，外接电压装置通过导电材料与电极连接成通路。与现有技术相比，本发明实施例中的光子晶体光纤电光开关以光子晶体光纤为载体，可有效降低连接损耗，通过将电极内置在光子晶体光纤电光开关中，可以降低开关功率，通过内置电极与波导的耦合可以减少耦合附加损耗以及减少响应时间。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的一种光子晶体光纤电光开关的结构示意图；

图2-1为本发明第一实施例提供的一种光子晶体光纤的端面结构示意图；