專利名稱：周期性疇反轉結構電光開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光開關領域，具體是一種周期性疇反轉結構電光開關。
背景技術：
光開關在信息光學、光計算和全光通信網等領域有廣泛應用，是重要的光學元器 件之一，光開關有許多，大致可分為以下幾大類機械光開關、熱光開關、聲光開關和電光開 關。傳統(tǒng)機械光開關具有體積大，開關時間較長，存在回跳抖動和重復性較差等問題，其后 發(fā)展的MEMS (micro-electro-mechanical-systems)由半導體材料和微機械集成，雖解決 了傳統(tǒng)機械光開關的主要缺點，但開關復雜度增加，制作工藝要求高。熱光開關需要先在玻 璃或硅基片上做上波導結構，再在波導上蒸鍍金屬薄膜加熱器，通過金屬薄膜通電發(fā)熱導 致其下面的波導的折射率發(fā)生變化來實現光的開關動作，通常需要進行溫度控制，工藝和 結構都較復雜。微型聲光開關同樣需要相對復雜的多元件集成?，F行電光開關的工作狀態(tài) 是基于對偏振態(tài)的控制實現，因此需要加起偏器和檢偏器才能進行開關工作，結構也不簡 單，本發(fā)明提供一種原理截然不同的結構簡單的電光開關。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了克服現有技術的不足，提供一種周期性疇反轉結構電光開關。
本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下 —種周期性疇反轉結構電光開關，它由單塊周期性疇反轉結構晶體1和控制電極 2、3構成。 上述的單塊周期性疇反轉結構晶體1具有周期性變化的電疇反轉結構。 上述的單塊周期性疇反轉結構晶體1為長方體或者正方體結構，平行入射光線方
向為晶體光軸方向。 上述的單塊周期性疇反轉結構晶體1為單軸電光晶體。 上述的控制電極加在周期性疇反轉結構晶體1的垂直光線入射方向的兩個表面 上。 本發(fā)明與現有技術比較的優(yōu)點是本發(fā)明周期性疇反轉結構電光開關利用相反疇 結構的雙折射光學晶體加電場后其感應折射率變化性質相反的特性來實現光的開關動作， 提出了新的電光開關器件原理，具有響應速度快，結構簡單，易于實現和使用方便的優(yōu)點。 可作為電光快門和全光開關使用。


圖1是本發(fā)明周期性疇反轉結構電光開關結構示意圖。
圖2是本發(fā)明單塊晶體周期性疇反轉結構示意圖。
圖中單塊周期性疇反轉結構晶體1，控制電極2、3。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例進一步詳細說明本發(fā)明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范 圍。 本發(fā)明周期性疇反轉結構電光開關結構如圖1所示，包括具有周期性疇反轉結構 的單塊單軸雙折射電光晶體1和控制電極2、3，圖中a為入射光束，通過控制電極2、3在垂 直光線入射方向加電場。單軸雙折射電光晶體1具有如圖2所示的周期性疇反轉結構，圖 中的"+ "、"_"號表示在晶體光軸z方向上的電疇方向，x、 y分別表示垂直晶體光軸的另外 兩個軸。不加電場時，光束沿光軸z方向傳輸時不發(fā)生雙折射，通過不同電疇結構的部分相
位變化相同，光束直接透射通過，當給晶體平板l沿y方向加上電場后，由于電光效應，此時 的單軸晶體變成了雙軸晶體，產生感應雙折射現象，光束通過相反疇結構的晶體時尋常光o
光和非常光e光的折射率變化相反，因而相同偏振分量的光其相位的變化也剛好相反。如 果對于"+z"方向的疇結構晶體，o光和e光的折射率變化為<formula>formula see original document page 4</formula>式中n。為尋常光的主折射率，^為晶體的電光系數，Ey為所加電場的電場強度c 那么，對于"-z"方向的疇結構晶體，o光和e光的折射率變化為
<formula>formula see original document page 4</formula>因此，相同偏振分量的光在相反疇結構晶體中的相位變化是不同的，其相位差
<formula>formula see original document page 4</formula> 式中A為波長，l為光在晶體中通過的幾何長度，d為晶體沿y方向的厚度，Vy為 所加電壓。這樣，當所加電場使得S為Ji時，光通過晶體后相同偏振分量的光干涉相消， 使出射光強為O，實現光的截斷。 本實施例中，選擇晶體材料為鋰酸鈮晶體，按圖2所示結構，先將晶體切割成長方 體結構，通過外加電場制備法在晶體上沿z軸制成寬度為20 m的周期性的疇反轉結構，然 后在兩個y面鍍上電極，可沿y方向加電場，當入射光束直徑為lmm，使用波長0. 63 y m時， 設計晶體尺寸為長X寬X高=4mmX6mmX4mm，根據公式(5)計算得使相位差為的 所加電壓約為2830V。這樣，當不加電壓時，為導通態(tài)，加上2830V的電壓時為關斷態(tài)，通過 控制所加電壓的開關實現光的開關。
權利要求
一種周期性疇反轉結構電光開關，其特征在于，它由單塊周期性疇反轉結構晶體(1)和控制電極(2)、(3)構成。
2. 根據權利要求1所述的周期性疇反轉結構電光開關，其特征在于，所述的單塊周期 性疇反轉結構晶體(1)具有周期性變化的電疇反轉結構。
3. 根據權利要求1所述的周期性疇反轉結構電光開關，其特征在于，所述的單塊周期 性疇反轉結構晶體(1)為長方體或者正方體結構，平行入射光線方向為晶體光軸方向。
4. 根據權利要求1所述的周期性疇反轉結構電光開關，其特征在于，所述的單塊周期 性疇反轉結構晶體(1)為單軸電光晶體。
5. 根據權利要求1所述的周期性疇反轉結構電光開關，其特征在于所述的控制電極加 在周期性疇反轉結構晶體(1)的垂直光線入射方向的兩個表面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種周期性疇反轉結構電光開關，主要由單塊周期性疇反轉結構晶體和控制電極組成。利用相反疇結構的雙折射光學晶體加電場后其感應折射率變化性質相反的特性來實現光的開關，不加電場時為導通態(tài)，加上電場后為關斷態(tài)，本發(fā)明基于新原理實現電光開關，具有響應速度快，結構簡單，易于實現和使用方便的優(yōu)點?？勺鳛殡姽饪扉T和全光開關使用。
文檔編號G02F1/03GK101762890SQ20091011466
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權日2009年12月24日
發(fā)明者萬玲玉 申請人:廣西大學