熱光式光波導(dǎo)開關(guān)制造技術(shù)

一種熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，其包括一多模波導(dǎo)，具有設(shè)置于該多模波導(dǎo)的一端的一輸入端，及設(shè)置于該多模波導(dǎo)的另一端的一第一輸出端與一第二輸出端；以及一加熱薄膜，形成于上述多模波導(dǎo)的一側(cè)邊；其中，當(dāng)該加熱薄膜未對于上述多模波導(dǎo)加熱，且一信號自上述輸入端進入該多模波導(dǎo)后，根據(jù)自我成像特性，以交叉狀態(tài)自上述第一輸出端輸出該信號，當(dāng)該加熱薄膜對于上述多模波導(dǎo)加熱，且一信號自上述輸入端進入該多模波導(dǎo)后，以直線狀態(tài)自上述第二輸出端輸出該信號。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，特別是有關(guān)對于多模波導(dǎo)加熱的一種熱光式光波導(dǎo)開關(guān)。然而，此種光學(xué)開關(guān)的缺點在于，輸出的光強度對于外加功率成周期性且非常敏感。換言之，外加功率的微小變動會造成串音的大幅變動。此外，此種光學(xué)開關(guān)的另一缺點為對于波長敏感，所以此種光學(xué)開關(guān)適用的波長范圍較受限制。再者，此種光學(xué)開關(guān)的大體積也是其缺點。圖2A概要地表示另一種習(xí)知的光學(xué)開關(guān)。如圖2A所示，另一種習(xí)知的光學(xué)開關(guān)20具有一Y型波導(dǎo)4；并且對于此Y型波導(dǎo)4的分支部位外加一加熱器5。當(dāng)加熱器5對于Y型波導(dǎo)4加熱時，根據(jù)模態(tài)漸變原理(mode-evolution)切換此種光學(xué)開關(guān)20的輸出端。圖2B概要地表示加熱器輸出不同熱功率時，習(xí)知的光學(xué)開關(guān)未出現(xiàn)周期性輸出變化。如圖2B所示，此種光學(xué)開關(guān)為一數(shù)字式的光學(xué)開關(guān)。然而，此種光學(xué)開關(guān)的缺點在于，必須造成很大的折射系數(shù)差異；因此，此種光學(xué)開關(guān)需要更大的熱能。本專利技術(shù)的一特徵在于，上述熱光式光波導(dǎo)開關(guān)包括一多模波導(dǎo)及一加熱薄膜；其中，加熱薄膜形成于多模波導(dǎo)的一側(cè)邊。本專利技術(shù)的另一特徵在于，上述多模波導(dǎo)為一長直結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)的再一特徵在于，上述多模波導(dǎo)包括一第一彎曲部及一第二彎曲部，第一彎曲部具有一第一外側(cè)弧形側(cè)邊與一第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊，第二彎曲部具有一第二外側(cè)弧形側(cè)邊與一第二內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊；其中，第一外側(cè)弧形側(cè)邊連接于第二內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊，且第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊連接于第二外側(cè)弧形側(cè)邊。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，其包括一多模波導(dǎo)，具有設(shè)置于該多模波導(dǎo)的一端的一輸入端，及設(shè)置于該多模波導(dǎo)的另一端的一第一輸出端與一第二輸出端；以及一加熱薄膜，形成于上述多模波導(dǎo)的一側(cè)邊；其中，當(dāng)該加熱薄膜未對于上述多模波導(dǎo)加熱，且一信號自上述輸入端進入該多模波導(dǎo)后，根據(jù)自我成像特性，以交叉狀態(tài)自上述第一輸出端輸出該信號，當(dāng)該加熱薄膜對于上述多模波導(dǎo)加熱，且一信號自上述輸入端進入該多模波導(dǎo)后，以直線狀態(tài)自上述第二輸出端輸出該信號。如前所述的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，其中上述多模波導(dǎo)為一長直結(jié)構(gòu)。如前所述的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，其中上述多模波導(dǎo)包括一第一彎曲部，具有一第一外側(cè)弧形側(cè)邊與一第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊，且上述輸入端設(shè)置于該第一彎曲部的一端，鄰近于上述第一外側(cè)弧形側(cè)邊；以及一第二彎曲部，連接于上述第一彎曲部，具有一第二外側(cè)弧形側(cè)邊與一第二內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊，且上述第一輸出端與第二輸出端皆設(shè)置于該第二彎曲部的一端，其中，上述第一輸出端鄰近于上述第二外側(cè)弧形側(cè)邊，且上述第二輸出端鄰近于上述第二內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊；其中，上述第一外側(cè)弧形側(cè)邊連接于上述第二內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊，且上述第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊連接于上述第二外側(cè)弧形側(cè)邊；其中，上述加熱薄膜分別形成于上述第一彎曲部的第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊，以及上述第二彎曲部的第二外側(cè)弧形側(cè)邊，且形成于上述第二彎曲部的第二外側(cè)弧形側(cè)邊的加熱薄膜的寬度小于形成于上述第一彎曲部的第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊的加熱薄膜的寬度。本專利技術(shù)的一優(yōu)點在于，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的適用操作波長范圍包括1530nm至1610nm。本專利技術(shù)的另一優(yōu)點在于，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的適用操作溫度范圍包括-5℃至75℃。本專利技術(shù)的再一優(yōu)點在于，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)具有極小的串音值(-40dB)。本專利技術(shù)的再一優(yōu)點在于，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)是以數(shù)字式切換且切換時間極短暫(6.5ms)。本專利技術(shù)的再一優(yōu)點在于，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)具有極小的極化相關(guān)損耗(＜0.07dB)。本專利技術(shù)的再一優(yōu)點在于，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)具有極小的體積。附圖說明圖1A為概要地表示一種習(xí)知的光學(xué)開關(guān)；圖1B為概要地表示加熱器輸出不同熱功率時，習(xí)知的光學(xué)開關(guān)出現(xiàn)周期性輸出變化；圖2A為概要地表示另一種習(xí)知的光學(xué)開關(guān)；圖2B為概要地表示加熱器輸出不同熱功率時，習(xí)知的光學(xué)開關(guān)未出現(xiàn)周期性輸出變化；圖3為概要地表示本專利技術(shù)的第一實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)；圖4A為概要地表示熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換狀態(tài)，其中，加熱薄膜未對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱；圖4B為概要地表示熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換狀態(tài)，其中，加熱薄膜對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱；圖5為概要地表示本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)；圖6A為概要地表示熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換狀態(tài)，其中，加熱薄膜未對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱；圖6B為概要地表示熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換狀態(tài)，其中，加熱薄膜對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱；圖7A為根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，概要地表示未加熱狀態(tài)的輸出能量強度；圖7B為根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，概要地表示加熱狀態(tài)的輸出能量強度；圖8為根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，概要地說明輸出的光功率與加熱功率的關(guān)系；圖9A為根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，概要地說明未加熱狀態(tài)時的環(huán)境溫度變化對于輸出特性的影響；圖9B為根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，概要地說明加熱狀態(tài)時的環(huán)境溫度變化對于輸出特性的影響；以及圖10為根據(jù)本專利技術(shù)的第二實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，概要地說明熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換時間。符號說明1a、1b 光纖；2 馬赫詹達干涉儀；3、5 加熱器；4 Y型波導(dǎo)；10、20 習(xí)知的光學(xué)開關(guān)；30、40 熱光式光波導(dǎo)開關(guān)；31、41 多模波導(dǎo)；32 加熱薄膜；33 輸入端；34 第一輸出端；35 第二輸出端；42 第一加熱薄膜；43 第二加熱薄膜；44 輸入端；45 第一輸出端；46 第二輸出端；411 第一彎曲部；411a 第一外側(cè)弧形側(cè)邊；411b 第一內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊；412 第二彎曲部；412a 第二外側(cè)弧形側(cè)邊；412b 第二內(nèi)側(cè)弧形側(cè)邊。具體實施例方式為使本專利技術(shù)的目的、特徵和優(yōu)點更加明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，作進一步詳細說明。第一實施例圖3為概要地表示本專利技術(shù)的第一實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)。如圖3所示，本專利技術(shù)的第一實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)30為一長直結(jié)構(gòu)；其包括一多模波導(dǎo)31以及設(shè)置于多模波導(dǎo)31的一側(cè)邊的加熱薄膜32。在本專利技術(shù)的第一實施例中，多模波導(dǎo)具有一溫度特性；其中，當(dāng)溫度上升時，多模波導(dǎo)的折射率會降低。此外，本專利技術(shù)的第一實施例的熱光式光波導(dǎo)開關(guān)30具有一輸入端33、一第一輸出端34與一第二輸出端35；其中，輸入端33設(shè)置于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的一端30a，及第一輸出端34與第二輸出端35設(shè)置于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的另一端30b。再者，根據(jù)自我成像特性(self-image)，此多模波導(dǎo)具有一既定長度4ncW2/λ0；其中，nc為多模波導(dǎo)的折射率，W為多模波導(dǎo)的寬度，以及λ0為輸入信號的波長。圖4A為概要地表示熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換狀態(tài)；其中，加熱薄膜未對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱。如圖4A所示，當(dāng)加熱薄膜未對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱時，具有波長λ0的一信號Ψ自輸入端進入；接著，以交叉狀態(tài)(cross state)自第一輸出端輸出。圖4B為概要地表示熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的切換狀態(tài)；其中，加熱薄膜對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱。如圖4B所示，當(dāng)加熱薄膜對于熱光式光波導(dǎo)開關(guān)加熱時，具有波長λ0的一信號Ψ自輸入端進入；接著，以直線狀態(tài)(bar state)自第二輸出端輸出。綜合上述，當(dāng)熱光式光波導(dǎo)開關(guān)的輸入端、第一輸出端與第二輸出端分別與三個單模輸入波導(dǎo)連接后，熱光式光波導(dǎo)開關(guān)可藉由上述加熱薄膜控制信號本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種熱光式光波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于：該熱光式光波導(dǎo)開關(guān)包括： 一多模波導(dǎo)，具有設(shè)置于該多模波導(dǎo)的一端的一輸入端，及設(shè)置于該多模波導(dǎo)的另一端的一第一輸出端與一第二輸出端；以及 一加熱薄膜，形成于上述多模波導(dǎo)的一側(cè)邊；其中，當(dāng)該加熱薄膜未對于上述多模波導(dǎo)加熱，且一信號自上述輸入端進入該多模波導(dǎo)后，根據(jù)自我成像特性，以交叉狀態(tài)自上述第一輸出端輸出該信號，當(dāng)該加熱薄膜對于上述多模波導(dǎo)加熱，且一信號自上述輸入端進入該多模波導(dǎo)后，以直線狀態(tài)自上述第二輸出端輸出該信號。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐金廠，黃鼎偉，邱宗炫，賴暎杰，
申請(專利權(quán))人：財團法人工業(yè)技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：71[中國|臺灣]