CN104391353A - 一种新型光开关器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开关电源领域，公开了一种新型光开关器件，包括由上往下依次设有上盖板、设有导电膜块的绝缘层、光波导层和设有下电极的底层，上盖板上设有与所述导电膜块接触的上电极，所述光波导层上设有交叉的第一波导通道和第二波导通道，以及微通道和与所述微通道连通的储液小槽，微通道与两个波导通道的交叉处连接，所述储液小槽内的液体与第一波导通道和第二波导通道内的液体折射率相同，当光从第一波导通道到达微通道时，若微通道内没有液体，则光反射进入第二波导通道，若储液小槽内的液体进入到微通道，则光透射继续沿第一波导通道传播。本发明的新型光开关器件体积小，结构简单，功率损耗低，有利于光开关阵列集成化、微型化及制作。

Description

一种新型光开关器件
技术领域
本发明涉及电源开关领域，尤其涉及一种新型光开关器件。
背景技术
在全光通信网络中，光开关具有光路选择、多条光纤线路的交叉互连、上下光路、对故障光纤线路进行旁路等重要功能，随着光传送网向超高速、超大容量的方向发展，网络的生存能力、网络的保护倒换和恢复问题成为网络关键问题，光开关在光层的保护倒换对业务的保护和恢复起到了更为重要的作用。
光学与微机电技术的结合诞生了微机电技术的一个重要分支，即微光机电系统(micro-opto-electro-mechanical systems，MOEMS)。大量基于MOEMS技术的微光学器件被开发出来，目前微系统技术的发展主要依赖于微加工技术的进步及加工条件的改善。人们仍在这个领域进行更多更深的探索，其目的是使微系统技术得到更广泛的应用。以硅为基础的微机电系统(ME MS)在光网络中的应用不断高涨。一方面是市场对特定几种只可能使用MEMS技术来制造的器件产生了集中的需求，另一方面是光学MEMS技术本身的迅速成熟。
需要研发一种体积小，结构简单，功率损耗低的新型光开关器件，显得格外迫切和重要。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是：提供一种新型光开关器件，体积小，结构简单，功率损耗低，有利于光开关阵列集成化、微型化及制作。
为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种，包括由上往下依次设有上盖板、设有导电膜块的绝缘层、光波导层和设有下电极的底层，所述上盖板上设有与所述导电膜块接触的上电极，所述光波导层上设有交叉的第一波导通道和第二波导通道，以及微通道和与所述微通道连通的储液小槽，所述微通道与两个波导通道的交叉处连接，所述储液小槽内的液体与第一波导通道和第二波导通道内的液体折射率相同，当光从第一波导通道到达微通道时，若所述微通道内没有液体，则光反射进入第二波导通道，若所述储液小槽内的液体进入到微通道，则光透射继续沿第一波导通道传播。
优选地，所述导电膜块设于储液小槽的正上方，所述储液小槽设于下电极的正上方。
可选地，若所述上电极和下电极分别通正负电压，所述导电膜块挤压储液小槽中的液体进入微通道，不改变波导方向，使光开关器件处于闭合状态；若所述上电极和下电极都通负电压，微通道中的液体回流到储液小槽中，光反射进入第二波导通道，使光开关器件处于打开状态。
具体地，所述新型光开关器件还设有用于从上盖板向储液小槽注液的注液孔，所述注液孔贯穿绝缘层。
可选地，所述新型光开关器件还设有贯穿上盖板、绝缘层和光波导层的通气孔。
优选地，所述上盖板、光波导层和底层由聚二甲基硅氧烷构成。
优选地，所述光波导层设有阵列排布的若干个储液小槽，任意一个储液小槽对应设有交叉的第一波导通道和第二波导通道，以及与波导通道交叉点连接的微通道。
本发明的新型光开关器件的原理是，选择适当的芯片基底和微流道注入液体的折射率，使两个通道和基片形成可约束光传输的波导，光能量限制在通道内传播，且传输损耗小。控制微通道中液体的流动可以改变波导中光的传输方向。当微通道中的液体折射率和两个通道中的液体折射率相同时，光沿着横向通道传输；当微通道3中无液体时，光由第一通道经全反射进入第二通道。外力作用下，储液小槽的盖板被压下，内部液体被压入细管，光可穿过充有液体的细管到达微流道的另一端在，实现闭合动作；外力作用下，储液小槽的盖突起，这时液体倒流进储液小槽，由于光在两种介质界面发生全反射，不能通过装有空气的细管，光被反射进微通道，故实现打开动作。
采用上述技术方案，本发明的新型光开关器件体积小，结构简单，功率损耗低，有利于光开关阵列集成化、微型化及制作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例提供的新型光开关器件的结构爆炸示意图。
其中，附图标记为：1-上盖板，11-上电极，12-注液孔，13-通气孔，2-绝缘层，21-导电膜块，3-光波导层，31-第一波导通道，32-第二波导通道，33-微通道，34-储液小槽，4-底层，41-下电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：图1为本发明实施例提供的新型光开关器件的结构示意图，从图中可以清楚地看出，本实施例提供的新型光开关器件包括包括由上往下依次设有上盖板1、设有导电膜块21的绝缘层2、光波导层3和设有下电极41的底层4，所述上盖板1上设有与所述导电膜块21接触的上电极11，所述光波导层3上设有交叉的第一波导通道31和第二波导通道32，以及微通道33和与所述微通道33连通的储液小槽34，所述微通道33与两个波导通道的交叉处连接，所述储液小槽34内的液体与第一波导通道31和第二波导通道32内的液体折射率相同，当光从第一波导通道31到达微通道33时，若所述微通道33内没有液体，则光反射进入第二波导通道32，若所述储液小槽34内的液体进入到微通道33，则光透射继续沿第一波导通道31传播。
优选地，所述导电膜块21设于储液小槽34的正上方，所述储液小槽34设于下电极41的正上方。
可选地，若所述上电极11和下电极41分别通正负电压，所述导电膜块21挤压储液小槽34中的液体进入微通道33，不改变波导方向，使光开关器件处于闭合状态；若所述上电极11和下电极41都通负电压，微通道33中的液体回流到储液小槽34中，光反射进入第二波导通道32，使光开关器件处于打开状态。
具体地，所述新型光开关器件还设有用于从上盖板1向储液小槽34注液的注液孔12，所述注液孔12贯穿绝缘层2。
可选地，所述新型光开关器件还设有贯穿上盖板1、绝缘层2和光波导层3的通气孔13。
可选地，所述上盖板1、光波导层3和底层4由聚二甲基硅氧烷构成。
优选地，所述光波导层3设有阵列排布的若干个储液小槽34，任意一个储液小槽34对应设有交叉的第一波导通道31和第二波导通道32，以及与波导通道交叉点连接的微通道33。
本发明的新型光开关器件体积小，结构简单，功率损耗低，有利于光开关阵列集成化、微型化及制作。
以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种新型光开关器件，其特征在于，由上往下依次设有上盖板(1)、设有导电膜块(21)的绝缘层(2)、光波导层(3)和设有下电极(41)的底层(4)，所述上盖板(1)上设有与所述导电膜块(21)接触的上电极(11)，所述光波导层(3)上设有交叉的第一波导通道(31)和第二波导通道(32)，以及微通道(33)和与所述微通道(33)连通的储液小槽(34)，所述微通道(33)与两个波导通道的交叉处连接，所述储液小槽(34)内的液体与第一波导通道(31)和第二波导通道(32)内的液体折射率相同，当光从第一波导通道(31)到达微通道(33)时，若所述微通道(33)内没有液体，则光反射进入第二波导通道(32)，若所述储液小槽(34)内的液体进入到微通道(33)，则光透射继续沿第一波导通道(31)传播。
2.如权利要求1所述的新型光开关器件，其特征在于，所述导电膜块(21)设于储液小槽(34)的正上方，所述储液小槽(34)设于下电极(41)的正上方。
3.如权利要求2所述的新型光开关器件，其特征在于，若所述上电极(11)和下电极(41)分别通正负电压，所述导电膜块(21)挤压储液小槽(34)中的液体进入微通道(33)，不改变波导方向，使光开关器件处于闭合状态；若所述上电极(11)和下电极(41)都通负电压，微通道(33)中的液体回流到储液小槽(34)中，光反射进入第二波导通道(32)，使光开关器件处于打开状态。
4.如权利要求1所述的新型光开关器件，其特征在于，还设有用于从上盖板(1)向储液小槽(34)注液的注液孔(12)，所述注液孔(12)贯穿绝缘层(2)。
5.如权利要求4所述的新型光开关器件，其特征在于，还设有贯穿上盖板(1)、绝缘层(2)和光波导层(3)的通气孔(13)。
6.如权利要求1所述的新型光开关器件，其特征在于，所述上盖板(1)、光波导层(3)和底层(4)由聚二甲基硅氧烷构成。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的新型光开关器件，其特征在于，所述光波导层(3)设有阵列排布的若干个储液小槽(34)，任意一个储液小槽(34)对应设有交叉的第一波导通道(31)和第二波导通道(32)，以及与波导通道交叉点连接的微通道(33)。
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