[发明专利]一种光诱导集成相变射频开关

说明书

本申请属于射频开关技术领域，涉及一种光诱导集成相变射频开关，包括：多个激光器、透镜层以及无源相变射频开关；多个激光器在同一平面间隔分布，以形成激光器阵列；透镜层分别与激光器阵列以及无源相变射频开关间隔设置，以使激光器阵列的出射激光经透镜层后射入无源相变射频开关；透镜层包括：准直透镜和聚焦透镜；准直透镜设在激光器阵列以及聚焦透镜之间，聚焦透镜设在准直透镜以及无源相变射频开关之间；聚焦透镜的出射光的面积等于无源相变射频开关中相变层的面积；准直透镜以及聚焦透镜均为超表面透镜；激光器阵列、准直透镜、聚焦透镜以及无源相变射频开关互相平行。采用本申请能够将激光器与无源相变射频开关集成。

技术领域

本申请涉及射频开关技术领域，特别是涉及一种光诱导集成相变射频开关。

背景技术

射频开关也叫微波开关，用于实现控制射频信号通道转换的作用。在雷达、通信、电子对抗系统的射频前端中，射频开关是不可缺少的关键部件。随着工作频段越来越高，传统的固态开关(PIN二极管和FET)在高频的性能急剧恶化，成本也成倍增加，使得毫米波甚至太赫兹器件的研究与发展受到了一定的制约和限制，为了解决这个问题，迫切需要新型射频开关技术的出现。

相变射频开关作为一种新型的射频开关技术有望解决目前射频开关存在的问题。在过去几年中，相变射频开关已经被证明具有优良的特性，比如高隔离度、低插损、低寄生电容、低功耗、超宽频段和易集成等。相变材料作为相变射频开关的核心功能层，通过电激励或者光诱导方式实现高阻相态和低阻相态之间的可逆转换，从而实现射频开关的通断。

现有技术中，光诱导的激励方式相比于电激励的方式，能够有效降低结构的复杂性和提高切换速度。例如，Aurelian Crunteanu等人公开了一种光控GeTe相变射频开关，该开关能够在0-67GHz范围内实现高隔离度和低插损(Aurelian Crunteanu,Laure Huitema,Jean-Christophe Orlianges,et al.Optical Switching of GeTe Phase ChangeMaterials for High-Frequency Applications[C].IEEE MTT-SInternationalMicrowave Workshop Series on Advanced Materials and Processes(IMWS-AMP),2017)。

然而，以上设计虽然实现了良好的高频性能和快速开关切换，但是该设计使用的是独立的紫外激光源，没有将激励源和开关进行集成设计，导致体积庞大、成本高昂，因而其实用性大大降低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光诱导集成相变射频开关，解决了光控相变射频开关无法集成设计的问题，能够将激光器与无源相变射频开关集成，减小了体积和成本，大大提高了实用性。

一种光诱导集成相变射频开关，包括：多个激光器、透镜层以及无源相变射频开关；

多个激光器在同一平面间隔分布，以形成激光器阵列；

所述透镜层分别与所述激光器阵列以及所述无源相变射频开关间隔设置，以使所述激光器阵列的出射激光经所述透镜层后射入所述无源相变射频开关。

在一个实施例中，所述透镜层包括：准直透镜和聚焦透镜；

所述准直透镜设在所述激光器阵列以及所述聚焦透镜之间，所述聚焦透镜设在所述准直透镜以及所述无源相变射频开关之间。

在一个实施例中，所述聚焦透镜的出射光的面积等于所述无源相变射频开关中相变层的面积。

在一个实施例中，所述准直透镜以及所述聚焦透镜均为超表面透镜。

在一个实施例中，所述激光器阵列、所述准直透镜、所述聚焦透镜以及所述无源相变射频开关互相平行。