一种光开关和光开关阵列制造技术

本申请实施例提供了一种光开关和光开关阵列，实现了光开关对偏振不敏感，提高了信号的传输质量。该光开关包括设置在衬底上的光分路装置、第一波导、第二波导、第一相位调节装置、光合路装置和第一驱动装置。其中，第一相位调节装置沿着第一波导的延伸方向设置，且第一相位调节装置与第一波导之间具有间隙。光分路装置用于对输入的光信号进行分光得到第一光信号和第二光信号。其中，第一光信号通过第一波导传输，第二光信号通过第二波导传输。第一驱动装置用于驱动第一相位调节装置移动，以对第一光信号进行相位调节。光合路装置用于对相位调节后的第一光信号和第二光信号进行合路，并通过第一端口或第二端口输出合路后的光信号。号。号。

【技术实现步骤摘要】
一种光开关和光开关阵列


[0001]本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种光开关和光开关阵列。

技术介绍

[0002]随着密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)等技术的发展,光纤通信链路中信息传输的速度和容量日益增长,对光通信网络(比如城域网、数据中心等应用场景)中信息交换速度和容量的需求也随之增长，全光交换成为发展的趋势。光开关是实现全光交换系统的关键器件，它可以实现全光层的路由选择、波长选择、光交叉连接、自愈保护等功能。
[0003]电信网干线传输容量的不断扩大及速率的不断提高使得光纤通信成为现代信息网络的主要传输手段。当光开关和光纤连接时，由于光纤截面不是严格的圆形以及受到应力等其他因素的影响，从光纤进入到光开关的光信号偏振态是不确定的。在光开关对光信号进行相位调节的过程中，横电(Transverse Electric，TE)模光信号的有效折射率变化量与横磁(Transverse Magnetic，TM)模光信号的有效折射率变化量差值较大，导致光开关对于偏振敏感，从而产生偏振相关损耗(Polarization Dependent Loss，PDL)和偏振模态色散(Polarization Mode Dispersion，PMD)，从而降低信号的传输质量。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种光开关和光开关阵列，实现了光开关对偏振不敏感，提高了信号的传输质量。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种光开关。该光开关包括设置在衬底上的光分路装置、第一波导、第二波导、第一相位调节装置、光合路装置和第一驱动装置。其中，第一波导的两端分别连接光分路装置和光合路装置，第二波导的两端分别连接光分路装置和光合路装置。第一相位调节装置沿着第一波导的延伸方向设置，在第一方向或第二方向上第一相位调节装置与第一波导之间具有间隙。第一方向为垂直于衬底的方向，第二方向与第一方向垂直，且第二方向与第一波导的延伸方向垂直。
[0006]具体地，光分路装置用于对输入的光信号进行分光得到第一光信号和第二光信号。其中，第一光信号通过第一波导传输，第二光信号通过第二波导传输。第一驱动装置用于驱动第一相位调节装置移动，以对第一光信号进行相位调节。其中，在第一方向上第一波导与第一相位调节装置的长度差值大于第一预设值，和/或，在第二方向上第一波导与第一相位调节装置的长度差值大于第一预设值。以使得第一相位调节装置移动的过程中，第一光信号中横电TE模式光信号的有效折射率变化量为Δn1，第一光信号中横磁TM模式光信号的有效折射率变化量为Δn2，Δn1
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Δn2/Δn1小于第二预设值和/或Δn1
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Δn2/Δn2小于第二预设值。光合路装置用于对相位调节后的第一光信号和第二光信号进行合路，并通过第一端口或第二端口输出合路后的光信号。
[0007]在该实施方式中，第一波导在厚度和/或宽度上要明显大于第一相位调节装置，第
一相位调节装置在移动的过程中只是起到扰动第一信号相位的作用，并不会过多地与第一波导之间产生能量传输。因此，在相位调节的过程中，TE模式光信号的有效折射率变化量Δn1与TM模式光信号的有效折射率变化量Δn2不会有太大的差异，这样一来即可实现光开关对偏振不敏感，提高了信号的传输质量。
[0008]在一些可能的实施方式中，在第一相位调节装置移动的过程中，第一相位调节装置中光场能量小于第一波导中光场能量的50％。在保证相位调节能力的同时，避免了光场能量在第一相位调节装置上集中，更便于实现光开关对偏振不敏感。
[0009]在一些可能的实施方式中，提供了第二预设值的取值范围，即0＜第二预设值≤10％，增强了本方案的可实现性。
[0010]在一些可能的实施方式中，第一波导为直波导，结构更简单。
[0011]在一些可能的实施方式中，第一波导为折叠式波导，可以将第一相位调节装置设置在第一波导的上方，以使得第一相位调节装置可以覆盖到这种折叠式的第一波导。这样一来，相对于采用直波导结构的第一波导，这种设计方式增强了相位调节的效果，提高了相位调节的效率。
[0012]在一些可能的实施方式中，第一驱动装置用于驱动第一相位调节装置在第一方向上或第二方向上移动，以实现第一相位调节装置靠近或远离第一波导，提高了本方案的灵活性。
[0013]在一些可能的实施方式中，衬底上还设置有第二相位调节装置和第二驱动装置。第二相位调节装置沿着第一波导的延伸方向设置，在第一方向或第二方向上第二相位调节装置与第一波导之间具有间隙。第二驱动装置还用于通过驱动第二相位调节装置移动，以对第一光信号进行相位调节。其中，在第一方向上第一波导与第二相位调节装置的长度差值大于第一预设值，和/或，在第二方向上第一波导与第二相位调节装置的长度差值大于第一预设值。在该实施方式中，第一光信号经过第一波导后的相位变化是第一相位调节装置和第二相位调节装置对第一光信号进行相位调节之和，相位调节的范围更大。
[0014]在一些可能的实施方式中，衬底上还设置有第二相位调节装置和第二驱动装置。第二相位调节装置沿着第二波导的延伸方向设置，在第一方向或第二方向上第二相位调节装置与第二波导之间具有间隙。第二驱动装置用于驱动第二相位调节装置移动，以对第二光信号进行相位调节。其中，在第一方向上第二波导与第二相位调节装置的长度差值大于第一预设值，和/或，在第二方向上第二波导与第二相位调节装置的长度差值大于第一预设值。以使得第二相位调节装置移动的过程中，第二光信号中横电TE模式光信号的有效折射率变化量为Δn3，第二光信号中横磁TM模式光信号的有效折射率变化量为Δn4，Δn3
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Δn4/Δn3小于第二预设值和/或Δn3
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Δn4/Δn4小于第二预设值。光合路装置具体用于对相位调节后的第一光信号和相位调节后的述第二光信号进行合路，并输出合路后的光信号。在该实施方式中，还可以在第二波导的上方或侧方设置第二相位调节装置，以对第二光信号进行相位调节，扩展了光开关的实现方式。
[0015]在一些可能的实施方式中，第二驱动装置用于驱动第二相位调节装置在第一方向上或第二方向上移动，以实现第二相位调节装置靠近或远离第二波导，提高了本方案的灵活性。
[0016]在一些可能的实施方式中，光开关还包括止挡结构。止挡结构用于在第一相位调
节装置移动的过程中固定第一相位调节装置的位置，以控制第一相位调节装置与第一波导之间的距离。通过止挡结构可以灵活地控制第一相位调节装置与第一波导之间的距离，以便于保持所需要的相位调节状态。
[0017]在一些可能的实施方式中，第一驱动装置用于通过静电驱动、压电驱动、热电驱动或电磁驱动的方式驱动第一相位调节装置移动，提高了本方案的扩展性。
[0018]在一些可能的实施方式中，光开关还包括热调装置，热调装置用于调节第一波导的温度，以对第一光信号进行相位调节。从而可以配合上述介绍的相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光开关，其特征在于，包括设置在衬底上的光分路装置、第一波导、第二波导、第一相位调节装置、光合路装置和第一驱动装置，所述第一波导的两端分别连接所述光分路装置和所述光合路装置，所述第二波导的两端分别连接所述光分路装置和所述光合路装置，所述第一相位调节装置沿着所述第一波导的延伸方向设置，在第一方向或第二方向上所述第一相位调节装置与所述第一波导之间具有间隙，所述第一方向为垂直于所述衬底的方向，所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第一波导的延伸方向垂直；所述光分路装置用于对输入的光信号进行分光得到第一光信号和第二光信号，其中，所述第一光信号通过所述第一波导传输，所述第二光信号通过所述第二波导传输；所述第一驱动装置用于驱动所述第一相位调节装置移动，以对所述第一光信号进行相位调节，其中，在所述第一方向上所述第一波导与所述第一相位调节装置的长度差值大于第一预设值，和/或，在所述第二方向上所述第一波导与所述第一相位调节装置的长度差值大于所述第一预设值，以使得所述第一相位调节装置移动的过程中，所述第一光信号中横电TE模式光信号的有效折射率变化量为Δn1，所述第一光信号中横磁TM模式光信号的有效折射率变化量为Δn2，Δn1
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Δn2/Δn1小于第二预设值和/或Δn1
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Δn2/Δn2小于第二预设值；所述光合路装置用于对相位调节后的第一光信号和所述第二光信号进行合路，并通过第一端口或第二端口输出合路后的光信号。2.根据权利要求1所述的光开关，其特征在于，在所述第一相位调节装置移动的过程中，所述第一相位调节装置中光场能量小于所述第一波导中光场能量的50％。3.根据权利要求1或2所述的光开关，其特征在于，0＜所述第二预设值≤10％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光开关，其特征在于，在第一方向上所述第一相位调节装置与所述第一波导之间具有间隙，所述第一波导为折叠式波导。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光开关，其特征在于，所述第一驱动装置用于驱动所述第一相位调节装置在所述第一方向上或所述第二方向上移动。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光开关，其特征在于，所述衬底上还设置有第二相位调节装置和第二驱动装置，所述第二相位调节装置沿着所述第一波导的延伸方向设置，在所述第一方向或所述第二方向上所述第二相位调节装置与所述第一波导之间具有间隙；所述第二驱动装置还用于通过驱动所述第二相位调节装置移动，以对所述第一光信号进行相位调节，其中，在所述第一方向上所述第一波导与所述第二相位调节装置的长度差值大于所述第一预设值，和/或，在第二方向上所述第一波导与所述第二相位调节装置的长度差值大于所述第一预设值。7.根据权利要求1至5中任一项所述的光开关，其特征在于，所述衬底上还设置有第二相位调节装置和第二驱动装置，所述第二相位调节装置沿着所述第二波导的延伸方向设置，在所述第一方向或所述第二方向上所述第二相位调节装置与所述第二波导之间具有间隙；所述第二驱动装置用于驱动所述第二相位调节装置移动，以对所述第二光信号进行相位调节，其中，在所述第一方向上所述第二波导与所述第二相位调节装置的长度差值大于
所述第一预设值，和/或，在所述第二方向上所述第二波导与所述第二相位调节装置的长度差值大于所述第一预设值，以使得所述第二相位调节装置移动的过程中，所述第二光信号中横电TE模式光信号的有效折射率变化量为Δn3，所述第二光信号中横磁TM模式光信号的有效折射率变化量为Δn4，Δn3
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Δn4/Δn3小于所述第二预设值和/或Δn3
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Δn4/Δn4小于所述第二预设值；所述光合路装置具体用于对相位调节后的第一光信号和相位调节后的述第二光信号进行合路，并输出合路后的光信号。8.根据权利要求6或7所述的光开关，其特征在于，所述第二驱动装置用于驱动所述第二相位调节装置在所述第一方向上或所述第二方向上移动。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光开关，其特征在于，所述光开关还包括止挡结构；所述止挡结构用于在所述第一相位调节装置移动的过程中固定所述第一相位调节装置的位置，以控制所述第一相位调节装置与所述第一波导之间的距离。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光开关，其特征在于，所述光开关还包括热调装置；所述热调装置用于调节所述第一波导的温度，以对所述第一光信号进行相位调节。11.一种光开关，其特征在于，包括设置在衬底上的光分路装置、第一波导、第二波导、第一相位调节装置、第二相位调节装置、光合路装置和第一驱动装置，所述第一波导的两端分别连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，竺士炀，赵飞，徐景辉，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：