專利名稱：有機聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光波導(dǎo)開關(guān)。
背景技術(shù)：
采用有機聚合物的熱光效應(yīng)制作的數(shù)字型光波導(dǎo)開關(guān)(Digital OpticalSwitchDOS)是一種實用光開關(guān)，它具有與光波波長無關(guān)性、對開關(guān)功率有很大的冗余范圍等特點。這種開關(guān)常見結(jié)構(gòu)是Y分支型的1×2光開關(guān)，要構(gòu)成2×2光波導(dǎo)開關(guān)需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，即便是構(gòu)成光實時延時網(wǎng)絡(luò)中對阻塞特性無要求的2×2光波導(dǎo)開關(guān)，也需要兩個1×2光波導(dǎo)開關(guān)級連，仍不能很好地滿足光實時延時網(wǎng)絡(luò)的要求。對由襯底、下限制層、波導(dǎo)層、上限制層和加熱電極構(gòu)成的2×2對稱的普通X結(jié)有機聚合物熱光光波導(dǎo)開關(guān)，其開關(guān)性能也較差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種利用有機聚合物的熱光效應(yīng)和采用全內(nèi)反射型無阻塞的2×2熱光光波導(dǎo)開關(guān)。
本發(fā)明的目的是通過下述措施實現(xiàn)的包括2×2對稱的有機聚合物X形波導(dǎo)，特征是在有機聚合物波導(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。
所述光自由傳輸擴展區(qū)是由展寬的“牛角”波導(dǎo)和一對對稱的三角形擴展區(qū)構(gòu)成。
本發(fā)明由于設(shè)置了光自由傳輸擴展區(qū)結(jié)構(gòu)的X結(jié)，可在有機聚合物材料上方便地實現(xiàn)了無阻塞、低損耗、高性能的2×2熱光光波導(dǎo)開關(guān)，這為有機聚合物提供了一種制作大規(guī)模的N×N熱光光波導(dǎo)開關(guān)列陣的途徑。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A’剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2，本發(fā)明是以有機聚合物——聚酰亞胺材料制作無阻塞的2×2熱光光波導(dǎo)開關(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。光自由傳輸擴展區(qū)由展寬的“牛角”波導(dǎo)5和一對對稱的三角形擴展區(qū)6連成一體組成。在光束從單模波導(dǎo)3進入光自由傳輸擴展區(qū)時先被近乎無損地展寬，在未接通加熱電極4時，光束穿過光自由傳輸區(qū)擴展后，以極小的衍射損耗重新進入另一側(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)中心的對稱軸上面的上限制層9上。
本發(fā)明的制作方法很多，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，固化后用沉積一光刻一濕法在上限制層9上刻蝕制作金加熱電極4。
權(quán)利要求
1.一種有機聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開關(guān)，包括2×2對稱的有機聚合物X形波導(dǎo)，其特征在于在有機聚合物波導(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所述的有機聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于所述光自由傳輸擴展區(qū)是由“牛角”波導(dǎo)[5]和一對對稱的三角形擴展區(qū)[6]構(gòu)成。
全文摘要
一種采用有機聚合物全內(nèi)反射型熱光光波導(dǎo)開關(guān),包括2×2對稱的有機聚合物X形波導(dǎo),是在有機聚合物波導(dǎo)構(gòu)成X結(jié)的交叉區(qū)設(shè)置光自由傳輸擴展區(qū),用“牛角”波導(dǎo)與單模波導(dǎo)連接。本發(fā)明用有機聚合物方便地制成了無阻塞、低損耗、高性能的2×2熱光光波導(dǎo)開關(guān),這為有機聚合物提供了一種制作大規(guī)模的N×N熱光光波導(dǎo)開關(guān)列陣的途徑。
文檔編號G02F1/01GK1354387SQ0113912
公開日2002年6月19日 申請日期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 申請人:浙江大學(xué)