[发明专利]一种全光开关

说明书

本发明提出的一种全光开关，在三明治结构的SOI基底表面刻蚀有多组呈周期排列的硅双棒，硅双棒的表面被设定折射率的聚合物完全覆盖，从而构成复合材料超构表面；该复合材料超构表面的反射光谱具有非对称的Fano线型特征，且非对称的Fano线型具有陡峭变化的特征(对应高品质因数)，其非线性响应时间飞快，能够有效提升全光开关的开关时间；并且，本发明使用设定折射率的聚合物以及由两个相对间隔设置的硅棒构成的硅双棒，能够在强光照射下引起复合材料超构表面的反射光谱发生变化，再结合Fano共振波长处具有增强电场强度的作用，能够有效降低全光开关的开关能量。

技术领域

本发明涉及信息通讯技术领域，尤其涉及一种全光开关。

背景技术

过去几十年，网络带宽容量得益于波分复用、数字信号处理和光纤放大技术的应用有了长足的发展，而网络带宽容量的提升主要取决于光信号的交换。目前，光信号的交换从光电混合的阶段发展至全光交换的阶段，使用全光交换的方式极大地提高了网络传输速率，并扩展了网络带宽容量。

实现全光交换的关键在于全光开关。现有的全光开关主要是在聚合物薄膜上制备二维光子晶体结构，利用聚合物的非线性实现光开关；或是直接在半导体薄膜上制备二维光子晶体，利用半导体的非线性实现缺陷态的移动来实现光开关。而上述两种方式得到的全光开光，只能在某种程度上将全光开关的开关能量或开关时间进行降低，无法在降低开关能量的同时，进一步减小开关时间，从而使得网络传输速率得不到进一步提升，无法适应市场的需求。

另外，也有研究提出把聚合物与半导体二维光子晶体结合起来实现复合材料光子晶体结构的全光开关，但是，该全光开关的尺寸往往较大，难以实现亚波长尺寸下的超快速、低开关能量的全光开关。

发明内容

本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中全光开关无法在降低开关能量的同时进一步减小开关时间，使得网络传输速率得不到进一步提升的技术缺陷。

本发明实施例提供了一种全光开关，包括：

呈三明治结构的SOI基底；

所述SOI基底的一侧表面刻蚀有多组呈周期排列的硅双棒，所述硅双棒由两个相对间隔设置的硅棒构成；

多组硅双棒之间，以及每组硅双棒中的两个所述硅棒之间均填充有设定折射率的聚合物，且所述聚合物完全覆盖所述硅双棒的表面。

可选地，所述硅双棒为矩形结构。

可选地，所述多组呈周期排列的硅双棒在横向和纵向的周期参数均不小于900nm。

可选地，两个所述硅棒的高度相同。

可选地，每个所述硅棒的中部均断开。

可选地，所述硅棒的中部断开间隔为140-170nm。

可选地，两个所述硅棒之间的间隔为150nm。

可选地，所述设定折射率为1.59。

可选地，所述设定折射率的聚合物为聚苯乙烯。

可选地，所述聚合物完全覆盖所述硅双棒后，超出所述硅双棒的部分高度不低于所述硅双棒高度的二分之一。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：