CN1278605A - 热光开关及其制造方法、用热光开关改变光学线路的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种使用小的驱动功率而同时耦合到光纤造成的耦合损失呈现出减小的、切换速度为几百微秒或更短的热光开关及其制造方法和利用它更换光学线路的方法,热光开关包括:基片;下包层,它具有在与输入端子对应的区域形成并适合于把连接到输入端子的光纤所输入的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式的输入锥体和与输出端子对应的区域形成并适合于把椭圆模式转换成可以输入到与输出端子连接的光纤的圆模式的输出锥体;芯层;上包层;以及切换电极。

Description

热光开关及其制造方法、 用热光开关改变光学线路的方法
本发明涉及光学开关，更详细地说，涉及使用小的驱动功率而同时呈现出与光纤耦合引起的耦合损失减少和几百微秒或更短的开关速度的热光开关。本发明还涉及所述热光开关的制造方法和利用所述热光开关改变光学线路的方法。
一般说来，热光开关是一种利用器件材料折射率随着施加在器件材料上的温度变化而发生的变化来改变光学线路的器件。热光开关主要分类为Mach—Zehnder(马赫—策恩德)干涉型、方向耦合器型和数字型。
图1图解说明数字式热光开关的例子。如图1所示，数字式热光开关包括基片110、下包层120、芯层130、上包层140和加热器150。
图2是示意图，图解说明利用模式演变原理的数字式热光开关的工作原理。
数字式热光开关具有有着分支波导210的分支波导结构。在每一个分支波导210上形成由诸如金等表现出优异导热性的金属制成的电极220。当把热施加在电极220之一上时，热量便从该电极220传递到安排在电极220下面的分支波导210，使得分支波导210呈现出减小了的有效折射率。结果，在分支波导210之间出现有效折射率差。相应地，输入光便按照其模式演变切换到该分支波导210。在利用模式间干涉现象的Mach—Zehnder干涉或方向耦合器型热光开关中，光切换操作是靠这些分支波导有效折射率之间的差造成的两个分支波导之间的线路长度差来实现的。
热光开关可以用具有嵌入式结构或肋型结构的波导来实现。具有嵌入式结构的热光开关是利用呈现出范围在0．3％至0．6％的折射率差的材料制造的，以便减小与光纤耦合引起的耦合损失。一般说来，热光开关具有6至8m(密尔)的芯子厚度，而总的波导厚度为25至40m(密尔)。在这种情况下，呈现出0．5dB／面或更小的光纤耦合损失。
图3图解说明具有嵌入式结构的热光开关的截面。如图3所示，热光开关包括散热器310、包层320、芯子330和电极340。
在这样一种具有上述嵌入式结构的热光开关中，施加在电极340之一上的热量以各向同性的方式沿厚度方向传递到相关的一个分支波导。因此，在热光开关具有大的总波导厚度的地方，热量不仅传递到要求的一个分支波导，还以相当大的数量传递到余下的一个波导。结构，难以获得有效的热光效应。另外，热向安排在波导下面的散热器310的传递速率降低。因此，把所施加的热量完全从该波导排放掉所消耗的时间也被延长得令人无法接受。换句话说，热光开关的切换速度太慢了。
图4是图解说明具有肋型结构的热光开关的剖面图。如图4所示，该热光开关包括散热器410、下包层420、芯子430、上包层440和电极450。
在具有肋型结构的热光开关的情况下，通常使用呈现出1％至10％范围的折射率差的材料。使用呈现出高的折射率差的材料制造具有肋型结构的热光开关时，有可能获得15m或更小的总波导厚度，因为受在波导厚度方向上形成的容易消失的场的影响的热光开关的包层可能形成得非常薄。在这种情况下，相应地，施加在电极450上的热量只传递到要求的一个波导上。结果，有可能大大地减少传递到余下的一个波导的热量。由于总的波导厚度相当于一般嵌入式结构中的波导厚度的1／2，所以每个电极和散热器之间的距离便相应地短。结果，热量容易释放掉。另外，热光开关所用的驱动功率也可以大大减小。
但是，在具有肋型结构的热光开关的情况下，有个缺点，就是由于该热光开关和与之耦合的光纤的模式尺寸上的差别，出现大的耦合损失。由于这个原因，难以制造出耦合损失小的热光开关。
从以上描述显然可以看出，具有嵌入式结构或肋型结构的传统热光开关有下列问题。
就是说，在具有嵌入式结构的热光开关的情况下，优点是由耦合到光纤引起的耦合损失可以减小到0．5dB(分贝)／面或更小，但难以实现有效的切换操作，因为由于总的波导厚度大的缘故(25至40m)、每个电极和每个相关的波导之间的距离相当大。结果，热光开关表现出比较慢的切换速度。
在具有肋型结构的热光开关的情况下，由于在肋型结构中呈现出高的折射率差，故可以具有小的总厚度，10m或更小。因而，与具有嵌入式结构的热光开关相比，该热光开关用的驱动功率可以减小。另外，在切换速度上有改进。但是，具有肋型结构的热光开关有个缺点，就是由于热光开关和与之耦合的光纤在模式尺寸上的差异，所以耦合损失大。因此，难以制造出耦合损失小的热光开关。
因此，本发明的一个目的是提供一种具有肋型结构的热光开关，它与光纤的耦合所引起的耦合损失减小到0．5dB／面或更小，而且它的每个电极与它的散热器之间的距离缩短，使得它可以使用小的驱动功率，而同时呈现出几百微秒的切换速度；并提供一种制造所述热光开关的方法。
本发明的另一目的是提供一种利用所述热光开关改变光学线路的方法。
按照一个方面，本发明提供一种具有分别连接到光纤的输入和输出端子的热光开关，它包括：基片，在分别与输入和输出端子对应的区域有蚀刻部分；下包层，它形成在所述基片之上，所述下包层具有输入锥体和输出锥体，所述输入锥体在与所述输入端子对应的区域形成，并且适合于把从连接到所述输入端子的光纤输入的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式，所述输出锥体在与其输出端子对应的区域形成，并且适合于把椭圆模式转换成允许输入到与所述输出端子连接的光纤的圆模式；芯层，它形成在所述下包层之上，并设置具有肋型结构的分支波导，所述分支波导从输入锥体选择性地接收椭圆模式，并把所接收的椭圆模式输出到所述输出锥体；上包层，它形成在所述芯层之上；以及切换电极，它形成在所述上包层上面，并被选择性地激励，以便把热量以这样的方式施加在相关的一个分支波导上，使得在所述分支波导之间出现有效折射率差，从而使所述分支波导选择性地接收来自所述输入锥体的椭圆模式。
按照另一个方面，本发明提供一种具有输入和输出端子的热光开关的制造方法，它包括以下步骤：(a)制备基片，并且对所述基片的分别与所述输入和输出端子对应的部分进行蚀刻；(b)在所述基片上面形成下包层；(c)在所述下包层的分别与所述输入和输出端子对应的部分形成输入和输出锥体；(d)在形成了所述输入和输出锥体的所述下包层上面形成芯层；(e)以这样的方式在所述芯层上形成具有肋型结构的分支波导，使得所述分支波导配置在所述输入和输出锥体之间；(f)在已经形成了所述分支波导后的所述芯层上面形成上包层；以及(g)在所述上包层上面形成切换电极。
按照另一个方面，本发明提供一种具有分别连接到光纤的输入和输出端子的热光开关，它包括：基片，后者具有输入锥体和输出锥体，所述输入锥体在与所述输入端子对应的区域形成并适合于把从连接到所述输入端子的光纤输入的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式，而所述输出锥体在与所述输出端子对应的区域形成并适合于把椭圆模式转换成允许输入到与所述输出端子连接的光纤的圆模式；下包层，在所述基片以上形成；芯层，在所述下包层以上形成，并配置具有肋型结构的分支波导，所述分支波导从所述输入锥体选择性地接收椭圆模式，并把所接收椭圆模式输出到所述输出锥体；上包层，它形成在所述芯层上面；以及切换电极，它形成在所述上包层上面，并被选择性地激励，以便把热量以这样的方式施加在相关的一个分支波导上，使得在所述分支波导之间出现有效折射率差，从而使所述分支波导选择性地接收来自所述输入锥体的椭圆模式。
按照另一个方面，本发明提供一种具有输入和输出端子的热光开关的制造方法，它包括以下步骤：(a)制备基片，在所述基片的分别与所述输入端子和输出端子对应的部分形成输入锥体和输出锥体；(b)在所述基片上面形成下包层；(c)在所述下包层上面形成芯层；(d)以这样的方式在所述芯层中形成具有肋型结构的分支波导，使得所述分支波导配置在所述输入和输出锥体之间；(e)在形成了所述分支波导的所述芯层上面形成上包层；以及(f)在所述上包层上面形成切换电极。
按照再一个方面，本发明提供一种利用热光开关改变光学线路的方法，所述热光开关具有：分别耦合到光纤的输入和输出锥体；具有肋型结构、配置在所述输入和输出锥体之间的分支波导；以及适合于使所述分支波导可以选择性地切换到所述输入和输出锥体的电极，所述方法包括以下步骤：(a)把从所述输入锥体端的光纤输入到输入锥体的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式；(b)激励选出的一个电极，从而从所选出的电极产生热量，并把所述热量传递到所述波导的分支点附近(在所述分支点，所述波导耦合到所述输入锥体)，从而借助于模式演变把椭圆模式的光学线路切换到没有热量施加于其上的分支波导上；以及(c)在椭圆模式通过所述输出锥体的过程中，把具有肋形的椭圆模式变成与输出锥体端光纤对应的圆模式。
通过参照附图详细地描述本发明的最佳实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是示意的透视图，它图解说明数字式热光开关的一个例子；
图2是图解说明利用模式演变原理的数字式热光开关的工作原理的示意图；
图3是图解说明具有嵌入式结构的热光开关的剖面图；
图4是图解说明具有肋型结构的热光开关的剖面图；
图5a是图解说明按照本发明具有肋型结构的热光开关的输入和输出端子的剖面图；
图5b是图解说明按照本发明具有肋型结构的热光开关的分支区域的剖面视图；
图6a至6g是透视图，分别图解说明按照本发明实施例具有肋型结构的热光开关的制造过程；
图7a至7f是剖面视图，分别图解说明按照本发明另一个实施例具有肋型结构的热光开关的制造过程。
现将参照附图详细描述本发明的最佳实施例。
图5a和5b是分别图解说明按照本发明具有肋型结构的热光开关的输入和输出端子的剖面视图。如图5a和5b所示，该热光开关包括基片510、下包层520、芯层530、上包层540和电极550。
基片510包括硅基片并适合于用作散热器。基片510在其需要的部位具有蚀刻结构。就是说，基片510在与热光开关的输入端子对应的、准备设置输入锥体的部分被蚀刻至10至15m(密尔)。基片510还在与热光开关的输出端子对应的、准备设置输出锥体的部分被蚀刻至10至15m的深度。
在输入和输出锥体的蚀刻部分形成下包层520，后者由相对于芯层530呈现出1％至2％折射率差的材料制成。
把芯层530做成带具有肋型结构的波导图案。
上包层540由相对于芯层530呈现出1至15％折射率差的材料制成。
通过在上包层540上面淀积导电金属薄膜而形成电极550，并利用光刻和蚀刻处理令所述导电金属薄膜形成图案。
参见图6a至6g，其中分别图解说明按照本发明实施例具有上述结构的热光开关的制造过程。
按照所述制造方法，首先制备用作散热器的基片610。然后，如图6a所示，在基片610的分别与热光开关的输入和输出端子对应的准备设置输入和输出锥体的部位把基片610蚀刻至深度10至15m。然后，如图6b所示，在基片610上面形成下包层620。此后，利用光刻和蚀刻处理对下包层620进行蚀刻，从而形成图6c所示的输入和输出锥体。然后，如图6d所示，用相对于下包层620呈现出1至2％折射率差的材料，在形成有输入和输出锥体的下包层620上形成芯层630。随后，如图6e所示，利用光刻和蚀刻处理对芯层630进行蚀刻，从而形成肋型结构的分支波导。然后，如图6f所示，用相对于芯层630呈现出1至15％折射率差的材料，在具有肋型结构分支波导的芯层630上形成上包层640。然后，在上包层640上形成导电金属薄膜。对导电金属薄膜进行光刻和蚀刻处理，从而形成图6g所示的电极650。
图7a至7f分别图解说明按照本发明另一实施例的热光开关的制造过程。
按照所述制造方法，首先制备准备用作散热器的硅基片710。如图7a所示，对硅基片710进行光刻和蚀刻处理，在其与热光开关的输入和输出端子对应的部位蚀刻至深度10至15m，从而分别形成输入和输出锥体。然后将形成有输入和输出锥体的硅基片710装入加热炉中，在由鼓入加热炉中的氧气形成的氧气氛下加热至1000至2000℃，并维持一段要求的时间。按照这种处理，如图7b所示，在基片710上形成由SiO2构成的下包层720。SiO2层最好具有1．5至5m的厚度。然后如图7c所示，用相对于下包层720呈现出1至2％折射率差的材料，在下包层720上形成所需要的厚度的芯层730。随后，如图7d所示，对芯层730进行光刻和蚀刻处理，从而形成肋型结构的分支波导。然后，如图7e所示，用相对于芯层730呈现出1至15％折射率差的材料，在具有肋型结构分支波导的芯层730上形成上包层740。在上包层740上形成导电金属薄膜。对导电金属薄膜进行光刻和蚀刻处理，从而形成图7f所示的电极750。
按照本发明，还提供一种利用以上述方法制造的热光开关实现的光学线路改变方法。该光学线路改变方法包括以下步骤：
1．把光输入到热光开关的输入锥体，后者随后把具有与连接到该输入锥体的光纤的模式相近的模式尺寸的输入圆模式转换成具有肋形的椭圆模式。借助于输入锥体的锥形结构，在耦合到该光纤的热光开关的输入端子上呈现出的耦合损失为0．5dB／面或更小。
2．然后，把热量加到所述电极之一上。所施加的热量从施加了热量的电极传递到所述波导与输入锥体的连接处所述波导的分支点附近、所述各分支波导中相关的一个具有肋型结构的分支波导上。结果，与另一个波导相比，传递了热量的波导呈现出降低的有效折射率。因此，借助于模式演变，所述光线的光学线路便切换到没有施加热量的分支波导上。在这种情况下，消耗的驱动功率低，原因是：由于所述热光开关是以这样的方式制造的、使得每个分支波导的芯子与相关电极彼此相隔15m或更小的小距离，故热量有效地集中在所需要的波导上。
3．希望把光学线路切换到施加过热量的波导上时，把流过施加过热量的电极的电流切断。这时，从施加过热量的电极传递到相关分支波导的热量便释放入设置在该波导下面的散热器。同时，另一个电极被激励，使得热量施加在所述另一个波导上。结果，光学线路便切换到所述另一个波导上来。热量是容易释放的，因为分支波导与散热器相隔的距离非常小。热光开关的切换时间是几百微秒或更短。
4．然后沿着变更后的光学线路行进的光通过与该分支波导连接的热光开关的输出锥体。在通过该输出锥体的过程中，光从具有肋型的椭圆模式转换成具有与连接到输出锥体的光纤的模式相近的模式尺寸的圆模式。由于输出锥体的光锥结构，在耦合到光纤的热光开关的输出端子上呈现出的耦合损失为0．5dB／面或更小。
下表1描述按照本发明的热光开关的特性与具有嵌入式结构或肋型结构的传统的热光开关的特性之间的比较。
                      表1
  折射率差   耦合损失   切换时间 驱动功率／1*2
  传统的嵌入式结构   0．75％或更小  0．5dB／面或更小   几微秒    100mW
   传统的肋型结构   1至10％  0．5dB／面或更小   几百微秒或更短   100mW或更小
  本发明的结构     1％或更大  0．5dB／面或更小   几百微秒或更短   100mW或更小
正如从上面的描述中可以看到的，本发明提供了一种热光开关，其输入和输出锥体分别配置在热光开关的输入和输出端子处，从而将通过光纤输入热光开关的光的耦合损失减到最小。在本发明的热光开关中，电极与散热器相隔15m或更小的小距离。因而，施加在一个电极上的热量只传递到要求的波导上。结果，可以大大减少传递给另一个波导的热量。另外，该热光开关所用的驱动功率可以显著减小。
尽管已经参照特定的实施例详细地描述了本发明，但它们只是示范性的应用而已。因此，应该清楚地明白，在本发明的精神和范围内，本专业的任何技术人员都可以作出许多改变。

Claims (19)

1．一种具有分别连接到光纤的输入和输出端子的热光开关，它包括：
基片，在分别与输入和输出端子对应的区域有蚀刻部分；
下包层，它形成在所述基片上，所述下包层具有输入锥体和输出锥体，所述输入锥体在与所述输入端子对应的区域形成并适合于把连接到所述输入端子的光纤所输入的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式，而所述输出锥体在与所述输出端子对应的区域形成并适合于把椭圆模式转换成可以输入到与所述输出端子连接的光纤的圆模式；
芯层，它形成在所述下包层上，并配置具有肋型结构的分支波导，所述分支波导从所述输入锥体选择性地接收椭圆模式，并把所接收椭圆模式输出到所述输出锥体；
上包层，它形成在所述芯层上；以及
切换电极，它形成在所述上包层上，并被选择性地激励，以便把热量以这样的方式施加在相关的一个分支波导上，使得在所述分支波导之间出现有效折射率差，从而使所述分支波导选择性地接收来自所述输入锥体的椭圆模式。
2．按照权利要求1的热光开关，其特征在于：所述基片是在准备设置输入锥体和输出锥体的地方分别蚀刻到10至15m深度的散热器。
3．一种用以制造具有输入和输出端子的热光开关的方法，它包括以下步骤：
(a)制备基片，并且对所述基片的分别与所述输入和输出端子对应的部分进行蚀刻；
(b)在所述基片上形成下包层；
(c)在所述下包层的分别与所述输入和输出端子对应的部分形成输入和输出锥体；
(d)在形成有所述输入和输出锥体的所述下包层上形成芯层；
(e)以这样的方式在所述芯层上形成具有肋型结构的分支波导，使得所述分支波导配置在所述输入和输出锥体之间；
(f)在形成有所述分支波导的所述芯层上形成上包层；以及
(g)在所述上包层上形成切换电极。
4．按照权利要求3的方法，其特征在于：在所述步骤(a)制备的所述基片是一个散热器，而且在步骤(a)，在分别设置所述输入锥体和输出锥体的地方，所述散热器被蚀刻到10至15m的深度。
5．按照权利要求3的方法，其特征在于：在所述步骤(b)形成的所述下包层是由相对于所述芯层呈现出1至2％的折射率差的材料制成的。
6．按照权利要求3的方法，其特征在于：在所述步骤(f)形成的所述上包层是由相对于所述芯层呈现出1至15％的折射率差的材料制成的。
7．按照权利要求3的方法，其特征在于所述步骤(g)包括以下步骤：
在所述上包层上淀积导电金属薄膜；以及
对所述导电金属薄膜进行光刻和蚀刻处理，从而形成所述电极。
8．一种具有分别连接到光纤的输入和输出端子的热光开关，它包括：
基片，后者具有输入锥体和输出锥体，所述输入锥体在与所述输入端子对应的区域形成并适合于把从连接到所述输入端子的光纤输入的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式，而所述输出锥体在与所述输出端子对应的区域形成并适合于把椭圆模式转换成可以输入到与所述输出端子连接的光纤的圆模式；
下包层，它形成在所述基片上；
芯层，它形成在所述下包层上，并配备具有肋型结构的分支波导，所述分支波导从所述输入锥体选择性地接收椭圆模式，并把所接收的椭圆模式输出到所述输出锥体；
上包层，它形成在所述芯层上；以及
切换电极，它形成在所述上包层上，并被选择性地激励，以便把热量以这样的方式施加在相关的一个分支波导上，使得在所述分支波导之间出现有效折射率差，从而使所述分支波导选择性地接收来自所述输入锥体的椭圆模式。
9．按照权利要求8的热光开关，其特征在于：所述基片是在分别对应于输入和输出端子的区域蚀刻到10至15m的深度、以便形成所述输入锥体和所述输出锥体的散热器。
10．一种用以制造具有输入和输出端子的热光开关的方法，它包括以下步骤：
(a)制备基片，并且在所述基片的分别与所述输入端子和输出端子对应的部分形成输入锥体和输出锥体；
(b)在所述基片上形成下包层；
(c)在所述下包层上形成芯层；
(d)以这样的方式在所述芯层中形成具有肋型结构的分支波导，使得所述分支波导配置在所述输入和输出锥体之间；
(e)在形成有所述分支波导的所述芯层上形成上包层；以及
(f)在所述上包层上形成切换电极。
11．按照权利要求10的方法，其特征在于制备所述基片的所述步骤(a)包括以下步骤：
把所述基片的与所述输入端子对应的部位蚀刻至10至15m的深度，从而形成所述输入锥体；以及
把所述基片的与所述输出端子对应的部位蚀刻至10至15m的深度，从而形成所述输出锥体。
12．按照权利要求10的方法，其特征在于所述步骤(b)包括以下步骤：
把形成有所述输入和输出锥体的所述基片装入加热炉；
把加热炉内部加热到1000至2000℃，而同时把氧鼓入加热炉内，从而在加热炉内形成氧气氛；以及
把所述基片在上述条件下保持一段要求的时间，直至在所述基片上形成1．5至5m厚度的SiO2层，从而形成所述下包层。
13．按照权利要求10的方法，其特征在于：在所述步骤(c)形成的所述下包层是由相对于所述芯层呈现出1至2％的折射率差的材料制成的。
14．按照权利要求10的方法，其特征在于：在所述步骤(e)形成的所述上包层是由相对于所述芯层呈现出1至15％的折射率差的材料制成的。
15．按照权利要求10的方法，其特征在于所述步骤(f)包括以下步骤：
在所述上包层上淀积导电金属薄膜；以及
对所述导电金属薄膜进行光刻和蚀刻处理，从而形成所述电极。
16．一种利用热光开关改变光学线路的方法，所述热光开关具有：分别耦合到光纤的输入和输出锥体；具有肋型结构的设置在所述输入和输出锥体之间的分支波导；以及适合于使所述分支波导可以被选择性地切换到所述输入和输出锥体的电极，所述方法包括以下步骤：
(a)把从所述输入锥体端的光纤输入到输入锥体的圆模式转换成具有肋形的椭圆模式；
(b)激励选出的一个电极，从而从所选出的电极产生热量，并把所述热量传递到所述分支波导与所述输入锥体耦合处所述波导的分支点附近选出的一个分支波导上，从而借助于模式演变把椭圆模式的光学线路切换到没有热量施加于其上的分支波导上；以及
(c)在所述椭圆模式通过所述输出锥体的过程中，把具有肋形的椭圆模式变成与输出锥体端光纤对应的圆模式。
17．按照权利要求16的方法，其特征在于：在步骤(a)所述输入锥体耦合到相关的光纤造成的耦合损失为0．5dB／面或更小。
18．按照权利要求16的方法，其特征在于所述步骤(b)包括以下步骤：
将所述已激励的电极去激励，并把传递到已传递了热量的波导的热量释放到固定在所述热光开关上的散热器中；以及
以这样的方式在所述电极去激励的同时激励另一个电极，使得从被激励的另一个电极产生热量，并将该热量传递到另一个波导，从而把椭圆模式的光学线路切换到所述已释放掉热量的波导。
19．按照权利要求16的方法，其特征在于：在步骤(c)所述输出锥体耦合到相关的光纤造成的耦合损失为0．5dB／面或更小。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6973247B2 (en) 2001-07-02 2005-12-06 Acreo Ab Method and device for controlling the refractive index in an optical fiber
CN100390590C (zh) * 2004-10-21 2008-05-28 复旦大学 一种多模干涉热光开关
US7536876B2 (en) 2001-07-02 2009-05-26 Acreo Ab Method for forming a longitudinal solid body within an optical fiber
WO2017190481A1 (zh) * 2016-05-04 2017-11-09 华为技术有限公司 一种光开关
CN109477936A (zh) * 2016-07-13 2019-03-15 洛克利光子有限公司 集成结构以及其制造方法
US10481466B2 (en) 2016-05-04 2019-11-19 Huawei Technolgies Co., Ltd. Optical switch
CN116381852A (zh) * 2023-02-22 2023-07-04 武汉安湃光电有限公司 一种可承受大功率光输入的铌酸锂水平端面耦合器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2358712A (en) * 2000-01-28 2001-08-01 Kymata Ltd Optical Device
US6853758B2 (en) * 2002-07-12 2005-02-08 Optimer Photonics, Inc. Scheme for controlling polarization in waveguides
KR102253397B1 (ko) * 2016-11-23 2021-05-20 한국전자통신연구원 광 스위치의 제조방법 및 그의 구조
US11886055B2 (en) * 2019-12-22 2024-01-30 Mellanox Technologies, Ltd. Low voltage modulator
US11855700B2 (en) 2021-12-16 2023-12-26 Mellanox Technologies, Ltd. High bandwidth optical modulator
US11906873B2 (en) 2022-01-05 2024-02-20 Mellanox Technologies, Ltd. Serial data conversion redundancy using optical modulators

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57109907A (en) * 1980-12-26 1982-07-08 Fujitsu Ltd Optical guide path and its production
JPS5893036A (ja) * 1981-11-30 1983-06-02 Ricoh Co Ltd 光分岐デバイス
JPS5975228A (ja) * 1982-10-22 1984-04-27 Omron Tateisi Electronics Co 光スイツチ
US5121450A (en) 1989-12-22 1992-06-09 Gte Laboratories Incorporated Fiber optical Y-junction
JPH04221936A (ja) * 1990-12-25 1992-08-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光切替器
US5173956A (en) * 1991-02-01 1992-12-22 Hughes Aircraft Company Thermally driven optical switch method and apparatus
US5418868A (en) 1993-11-17 1995-05-23 At&T Corp. Thermally activated optical switch
US5623566A (en) 1995-05-19 1997-04-22 Lucent Technologies Inc. Network with thermally induced waveguide
US5970186A (en) 1997-03-11 1999-10-19 Lightwave Microsystems Corporation Hybrid digital electro-optic switch
JPH1115028A (ja) * 1997-06-19 1999-01-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 高分子熱光学光スイッチ
US6052397A (en) * 1997-12-05 2000-04-18 Sdl, Inc. Laser diode device having a substantially circular light output beam and a method of forming a tapered section in a semiconductor device to provide for a reproducible mode profile of the output beam
KR100328814B1 (ko) * 1997-12-22 2002-08-27 한국전기통신공사 구동전압과손실을줄이기위한전기광학폴리머광도파로소자의구조

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6973247B2 (en) 2001-07-02 2005-12-06 Acreo Ab Method and device for controlling the refractive index in an optical fiber
US7536876B2 (en) 2001-07-02 2009-05-26 Acreo Ab Method for forming a longitudinal solid body within an optical fiber
CN1549940B (zh) * 2001-07-02 2010-10-06 阿克里奥公司 控制光纤芯部折射率的方法和器件以及器件的应用
CN100390590C (zh) * 2004-10-21 2008-05-28 复旦大学 一种多模干涉热光开关
WO2017190481A1 (zh) * 2016-05-04 2017-11-09 华为技术有限公司 一种光开关
US10481466B2 (en) 2016-05-04 2019-11-19 Huawei Technolgies Co., Ltd. Optical switch
CN109477936A (zh) * 2016-07-13 2019-03-15 洛克利光子有限公司 集成结构以及其制造方法
US11037839B2 (en) 2016-07-13 2021-06-15 Rockley Photonics Limited Integrated structure and manufacturing method thereof
US11600532B2 (en) 2016-07-13 2023-03-07 Rockley Photonics Limited Integrated structure and manufacturing method thereof
CN116381852A (zh) * 2023-02-22 2023-07-04 武汉安湃光电有限公司 一种可承受大功率光输入的铌酸锂水平端面耦合器
CN116381852B (zh) * 2023-02-22 2023-10-17 武汉安湃光电有限公司 一种可承受大功率光输入的铌酸锂水平端面耦合器

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