專利名稱：基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學元器件，尤其是涉及一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關。
背景技術：
光開關是光通信與光信息處理中的重要光學元器件。目前，用于制作光開關的方法有多種，最基本的是采用精密機械加工的方法，其體積相當大，驅動功率相當高；利用微機械技術，采用平面工藝手段，可以獲得尺寸非常小的器件，雖然是制作大規模開關陣列的重要方法之一，但驅動電壓依然相當高。利用集成光學技術，基于平面光波導方式，是制作低驅動電壓或驅動功率的光開關的主要方法。基于有機聚合物材料和熱光效應、采用Y分支器件結構的數字型光開關，是主要的集成光學型光開關類型，但其所要求的驅動功率依然相當的高。為了進一步提高集成光學型的光開關驅動效率，本實用新型提出了利用多模干涉耦合器結構制作低驅動功率的聚合物熱光型光波導開關。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關，實現光開關的低功率驅動。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是包括分別與多模干涉光波導區的輸入端和輸出端連接的一個單模輸入光波導和兩個單模輸出光波導，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區上方的一側設置一個加熱器，一個單模輸入光波導的輸入端和兩個單模輸出光波導的輸出端構成一個1×2的光波導開關。
在多模干涉光波導區的輸入端連接兩個單模輸入光波導，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區上方的兩側分別設置一個加熱器，兩個單模輸入光波導的輸入端和兩個單模輸出光波導的輸出端構成一個阻塞型的2×2的光波導開關。多模干涉光波導區的長度和寬度滿足2×2的多模干涉光波導的單自映象條件，且為單自映象的奇數階情況，即從其一個輸入端輸入的光波將從其傳輸中軸對稱的另一側輸出端輸出。
所述的加熱器以通電方式加熱工作的金屬電極。
本實用新型具有的有益的效果是
本實用新型基于多模干涉耦合器結構，利用了聚合物材料的熱光效應，光波導開關具有驅動功率低，器件尺寸小，制作工藝簡單等優點。
圖1是基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型1×2光波導開關；圖2是基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型2×2光波導開關。
圖中1、多模干涉光波導區，2、單模輸入光波導，3、單模輸出光波導，4、單模輸出光波導，5、加熱器，6、加熱器，7、單模輸入光波導。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括分別與多模干涉光波導區1的輸入端和輸出端連接的一個單模輸入光波導2和兩個單模輸出光波導3、4在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區1上方的一側設置一個加熱器5，一個單模輸入光波導2的輸入端和兩個單模輸出光波導3、4的輸出端構成一個1×2的光波導開關。
如圖2所示，在多模干涉光波導區1的輸入端連接兩個單模輸入光波導2、7，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區1上方的兩側分別設置一個加熱器5、6，兩個單模輸入光波導2、7的輸入端和兩個單模輸出光波導3、4的輸出端構成一個阻塞型的2×2的光波導開關。
多模干涉光波導區1的長度和寬度滿足2×2的多模干涉光波導的單自映象條件，且為單自映象的奇數階情況，即從其一個輸入端輸入的光波將從其傳輸中軸對稱的另一側輸出端輸出。
所述的加熱器以通電方式加熱工作的金屬電極。所述的光波導為聚合物光波導。
本實用新型的實施方式有多種，以下為一實施例，但決非僅限于此實施例。
以硅片或玻璃為襯底，采用旋轉涂敷成膜法制作下限制聚合物層，再制作聚合物芯層，并用光刻與干法刻蝕，制作出多模干涉光波導區1和單模輸入光波導2、7和單模輸出光波導3、4的波導圖形。完成芯層后涂敷上限制聚合物層。在完成聚合物光波導各層之后，在聚合物上蒸上一層金屬金。通常會在金層與聚合物層間加蒸一層薄的金屬鉻或鈦，以增強金與聚合物間的粘附性。再此基礎上，進行光刻和金與鉻的腐蝕，制作出所需要的作為加熱器5、6的金屬金電極結構。通常會在加熱器的加熱區之外進行電鍍，加厚金層，以提高加熱器在加熱時的效率。
權利要求1.一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關，其特征在于包括分別與多模干涉光波導區(1)的輸入端和輸出端連接的一個單模輸入光波導(2)和兩個單模輸出光波導(3、4)，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區(1)上方的一側設置一個加熱器(5)，一個單模輸入光波導(2)的輸入端和兩個單模輸出光波導(3、4)的輸出端構成一個1×2的光波導開關。
2.根據權利要求1所述的一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關，其特征在于在多模干涉光波導區(1)的輸入端連接兩個單模輸入光波導(2、7)，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區(1)上方的兩側分別設置一個加熱器(5、6)，兩個單模輸入光波導(2、7)的輸入端和兩個單模輸出光波導(3、4)的輸出端構成一個阻塞型的2×2的光波導開關。
3.根據權利要求1或2所述的一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關，其特征在于多模干涉光波導區(1)的長度和寬度滿足2×2的多模干涉光波導的單自映象條件，且為單自映象的奇數階情況，即從其一個輸入端輸入的光波將從其傳輸中軸對稱的另一側輸出端輸出。
4.根據權利要求1或2所述的一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關，其特征在于所述的加熱器以通電方式加熱工作的金屬電極。
專利摘要本實用新型公開了一種基于多模干涉耦合器結構的聚合物熱光型光波導開關。包括分別與多模干涉光波導區的輸入端和輸出端連接的一個單模輸入和兩個單模輸出光波導，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區上方的一側設置一個加熱器，一個單模輸入光波導的輸入端和兩個單模輸出光波導的輸出端構成1×2的光波導開關。在多模干涉光波導區的輸入端連接兩個單模輸入光波導，在沿光傳輸方向的多模干涉光波導區上方的兩側分別設置一個加熱器，兩個單模輸入光波導的輸入端和兩個單模輸出光波導的輸出端構成阻塞型的2×2的光波導開關。由于采用了多模干涉耦合器結構，利用了聚合物材料的熱光效應，本實用新型具有低的驅動功率，小的器件尺寸，簡單的制作工藝。
文檔編號H04B10/12GK2783350SQ20052010222
公開日2006年5月24日 申請日期2005年5月16日 優先權日2005年5月16日
發明者楊建義, 王帆, 萬辰, 李宇波, 江曉清, 王明華 申請人:浙江大學