[发明专利]一种光子晶体数字型光开关

说明书

本发明公开了一种光子晶体数字型光开关，包括加热器、包覆层，所述包覆层内设置有孔状层所述孔状层上设置有两个以上的光子晶体波导，且所述光子晶体波导之间相交；所述加热器用于加热光子晶体波导相交周围的区域，该加热区域的一个侧面位于相交的两个光子晶体波导之间，加热器不工作时，光信号沿各自所在的光子晶体波导传播通过；加热器工作时，位于光子晶体波导之间的加热区域的侧面形成折射率界面，光子晶体波导中传播的光信号通过折射率界面时发生全反射，发生全发射后的光信号从相交的另外一条光子晶体波导输出。本发明光开关的消光比、串扰随控制信号呈单调变化、同时器件性能高。

技术领域

本发明涉及一种光开关，尤其涉及一种全反射型的光子晶体数字型光开关。

背景技术

通常光子晶体光开关采用定向耦合器、马赫－曾德干涉仪等结构。随着加工偏差、控制信号偏差，其消光比、串扰等会发生周期性增强－减弱－增强－减弱的变化，在某些应用中较为不利。

中国专利201310603561.6，公开了一种光开关，该光开关包括用于承载整个器件结构的硅衬底，用于隔离硅衬底与硅平板的二氧化硅衬底，用于形成二维硅光子晶体波导、多模干涉波导、续接波导的硅平板，用于隔离二维光子晶体波导与钛金属电极，且提供光隔离与电绝缘的二氧化硅隔离层；位于二氧化硅隔离层上，用于加热二维光子晶体波导的钛金属平板电极；位于钛金属平板上，作为接触电极的铝金属平板电极。通过设计光子晶体波导结构实现光通信波段(波长1微米至2微米)特定波长光信号的阵列开关功能，能够增强大调控功率调控下电极的稳定性。但是此专利技术采用的是高功率下的多模干涉实现的光分束，其具体分光效果与加热功率相关，随加热功率的增大不断的变化。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种光子晶体数字型光开关，本光开关的消光比、串扰随控制信号呈单调变化、同时器件性能高。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光子晶体数字型光开关，包括加热器、包覆层，所述包覆层内设置有孔状层，所述孔状层的孔内填充有SiO₂，所述孔状层上设置有两个以上的光子晶体波导，且所述光子晶体波导之间相交；所述加热器用于加热光子晶体波导相交周围的区域，该加热区域的一个侧面位于相交的两个光子晶体波导之间，加热器不工作时，光信号沿各自所在的光子晶体波导传播通过；加热器工作时，位于光子晶体波导之间的加热区域的侧面形成折射率界面，光子晶体波导中传播的光信号通过折射率界面时发生全反射，发生全发射后的光信号从相交的另外一条光子晶体波导输出。

优选的：具有一个输入口对应两个输出口、两个输入口对应一个输出口、或者多个输入口对应多个输出口。

优选的：所述折射率界面与光子晶体波导之间的夹角小于5度。

优选的：所述光子晶体波导为两个时，所述折射率界面与两个光子晶体波导之间的夹角相等。

优选的：所述两个光子晶体波导分别为光子晶体波导一、光子晶体波导二，在晶格中沿晶向指数为[kn]、的方向选取光子晶体波导一、光子晶体波导二的方向；或者交换晶向指数的次序，按[nk]、的方向光子晶体波导一、光子晶体波导二的方向。

优选的：光子晶体的结构为正方晶格或六角晶格。

优选的：光子晶体的晶格结构中的每个“原子”是圆形孔、或者矩形孔，光子晶体的晶格结构中为多个联通孔状结构，或不联通的孔状结构。

优选的：对加热器需要加热的区域进行分配，对不同的加热区域采用不同的加热功率。

优选的：所述加热器为分段式加热器结构、T型加热器结构、Y型加热器结构。

本发明相比现有技术，具有以下有益效果：