專利名稱：有機(jī)聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
采用有機(jī)聚合物的熱光效應(yīng)制作的數(shù)字型光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)(Digital OpticalSwitchDOS)是一種實(shí)用光開(kāi)關(guān)，它具有與光波波長(zhǎng)無(wú)關(guān)性、對(duì)開(kāi)關(guān)功率有很大的冗余范圍等特點(diǎn)。這種開(kāi)關(guān)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)是Y分支型的1×2光開(kāi)關(guān)，要構(gòu)成2×2光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，即便是構(gòu)成光實(shí)時(shí)延時(shí)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)阻塞特性無(wú)要求的2×2光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)，也需要兩個(gè)1×2光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)級(jí)連，仍不能很好地滿足光實(shí)時(shí)延時(shí)網(wǎng)絡(luò)的要求。對(duì)由襯底、下限制層、波導(dǎo)層、上限制層和加熱電極構(gòu)成的2×2對(duì)稱的普通X結(jié)有機(jī)聚合物熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)，其開(kāi)關(guān)性能也較差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本實(shí)用新型的目的是提供一種利用有機(jī)聚合物的熱光效應(yīng)和采用全內(nèi)反射型無(wú)阻塞的2×2熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述措施實(shí)現(xiàn)的包括2×2對(duì)稱的有機(jī)聚合物X形波導(dǎo)，特征是在有機(jī)聚合物波導(dǎo)構(gòu)成X結(jié)的交叉區(qū)設(shè)置光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)，用“牛角”波導(dǎo)與單模波導(dǎo)連接。
所述光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)是由展寬的“牛角”波導(dǎo)和一對(duì)對(duì)稱的三角形擴(kuò)展區(qū)構(gòu)成。
本實(shí)用新型由于設(shè)置了光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)結(jié)構(gòu)的X結(jié)，可在有機(jī)聚合物材料上方便地實(shí)現(xiàn)了無(wú)阻塞、低損耗、高性能的2×2熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)，這為有機(jī)聚合物提供了一種制作大規(guī)模的N×N熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)列陣的途徑。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1的A-A’剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型是以有機(jī)聚合物——聚酰亞胺材料制作無(wú)阻塞的2×2熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)。它是由輸入/輸出端的單模波導(dǎo)1、彎曲波導(dǎo)2、單模波導(dǎo)3、和光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)，用“牛角”波導(dǎo)與上述波導(dǎo)依次連接成X結(jié)及加熱電極4構(gòu)成。光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)由展寬的“牛角”波導(dǎo)5和一對(duì)對(duì)稱的三角形擴(kuò)展區(qū)6連成一體組成。在光束從單模波導(dǎo)3進(jìn)入光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)時(shí)先被近乎無(wú)損地展寬，在未接通加熱電極4時(shí)，光束穿過(guò)光自由傳輸區(qū)擴(kuò)展后，以極小的衍射損耗重新進(jìn)入另一側(cè)的單模波導(dǎo)3輸出；當(dāng)接通加熱電極4后導(dǎo)致折射率下降而產(chǎn)生全內(nèi)反射，使光束沿一弧形光路被反射出去，并同樣以極小的衍射損耗進(jìn)入同側(cè)的另一支單模波導(dǎo)3輸出。加熱電極4置于X結(jié)中心的對(duì)稱軸上面的上限制層9上。
本實(shí)用新型的制作方法很多，只要采用通常制作半導(dǎo)體器件的工藝過(guò)程及條件就可制成。如選取的波導(dǎo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)為下限制層8的厚度為10μm，波導(dǎo)層10厚度為7μm，上限制層9的厚度為10μm，單模波導(dǎo)芯區(qū)為7×7μm，波導(dǎo)層與限制層的折射率差在0.004-0.008之間；X結(jié)波導(dǎo)交叉角θ為6°，交叉區(qū)展寬的“牛角”波導(dǎo)的寬度為30μm，三角形擴(kuò)展區(qū)6橫向?qū)挾?0μm，縱向?qū)挾葹?000μm，“牛角”波導(dǎo)和三角形擴(kuò)展區(qū)采用同波導(dǎo)層一樣的材料；兩輸入/輸出端單模波導(dǎo)1間隔為250μm，此時(shí)的彎曲波導(dǎo)2曲率半徑R取值為8000μm；加熱電極4為金，其寬度為12μm，厚度為0.2μm。例如以硅做襯底7，用聚酰亞胺(Uitradel9020)采用旋轉(zhuǎn)均膜工藝先制作厚度為10μm的下限制層8，固化后再用聚酰亞胺(Ultradel9120)制備厚度為7μm波導(dǎo)層10，固化后采用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)工藝制作波導(dǎo)芯區(qū)，再用聚酰亞胺(Ultradel9020)旋轉(zhuǎn)均膜上厚度為10μm的上限制層9，固化后用沉積—光刻—濕法在上限制層9上刻蝕制作金加熱電極4。
權(quán)利要求1.一種有機(jī)聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)，包括2×2對(duì)稱的有機(jī)聚合物X形波導(dǎo)，其特征在于在有機(jī)聚合物波導(dǎo)構(gòu)成X結(jié)的交叉區(qū)設(shè)置光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)，用“牛角”波導(dǎo)[5]與單模波導(dǎo)[3]連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)，其特征在于所述光自由傳輸擴(kuò)展區(qū)是由“牛角”波導(dǎo)[5]和一對(duì)對(duì)稱的三角形擴(kuò)展區(qū)[6]構(gòu)成。
專利摘要一種采用有機(jī)聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān),包括2×2對(duì)稱的有機(jī)聚合物X形波導(dǎo),是在有機(jī)聚合物波導(dǎo)構(gòu)成X結(jié)的交叉區(qū)設(shè)置光自由傳輸擴(kuò)展區(qū),用“牛角”波導(dǎo)與單模波導(dǎo)連接。本實(shí)用新型用有機(jī)聚合物方便地制成了無(wú)阻塞、低損耗、高性能的2×2熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān),這為有機(jī)聚合物提供了一種制作大規(guī)模的N×N熱光光波導(dǎo)開(kāi)關(guān)列陣的途徑。
文檔編號(hào)H04Q3/52GK2510888SQ0127431
公開(kāi)日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2001年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者楊建義, 江曉清, 李錫華, 王明華 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)