CN1743882A - 常暗y分支数字光开关和可变光衰减器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Y分支数字光开关和光衰减器器件，其增强了在发生电功率损耗时光通信信道的安全性。

Description

常暗Y分支数字光开关和可变光衰减器
发明领域
本发明涉及如果发生电功率损耗时、增强光通信信道的安全性的切换器件，更广泛地，本发明涉及光通信信号处理器中的切换领域。
背景技术
数字光学空间开关(DOS)是本领域中众所周知的器件。这些开关中的一种是被称为“Y分支数字光开关(DOS)”的1×2数字光开关，其中输入到Y的“基部”或主干的光由于输出分支的一个或全部两个分支上折射率的有效改变，被引导经过一个输出分支的一个或另一个输出分支。该开关也可被反向操作，即，Y的一个或另一个“上分支”被选作输入信道，而Y的基部作为输出信道。Y分支是光路的基本构型，并且可被单独使用，或是以各种组合形式形成更复杂的切换和耦合器件。
Y分支DOS在商业上已经被广泛接受，主要是因为它能够对临界参数的变化保持稳定，例如施加的电功率、偏振、波长、温度，而且在很大程度上即使是对器件的几何形状变化也能够保持稳定。典型的Y分支DOS被设计为两个波导分支交叉确定一Y型结构，其在分支的交叉处具有十分小的角度。波导结构的成份可包括多种材料，例如铌酸锂、半导体、二氧化硅或聚合物。Y分支DOS通过绝热地改变(即，缓慢变化，与突变相反)一个输出波导中的光传播方向来实现其切换功能。
具体来说，通过促使一个波导分支相对于另一个波导分支折射率改变获得Y分支DOS的切换。在Y分支DOS的众多特性中，极具特殊意义的是它的阶梯状响应。当Y分支DOS在切换阈值之上操作时，偏振和波长的变化不会明显地影响Y分支DOS的切换能力。
光通信系统设计者面临的一个持续存在的问题是：一旦出现电功率中断时，就会出现数据传输的安全性问题。许多光通信元件实质上都是电光元件。当发生电功率中断时，光学数据信号潜在地可能会被误传导。因此，很重要的提供一个故障保险机构，其确保光传输在断电过程中不会无意中转移到错误的接收器中。该机构可通过串联设置常暗(normally dark)数字光开关(ND-DOS)，或是其变型，常暗可变光衰减器(ND-VOA)来获得。ND特性还有助于避免可能损害光电检测器的高光功率。ND特性还允许无需消耗电功率就可切断光功率。
ND特性容易适用于光机械开关和微电机械系统开关/VOA。在平面光波回路(PLC)中使信号衰减达到所需水平的难题尤其令人沮丧，这是因为光路元件十分接近且很容易产生串扰。最关键的应用都需要≥40dB的信号衰减。在现有技术中教导的用以在PLC内提供ND特性的一种方法是采用干涉仪设计，例如，众所周知的马赫-泽德干涉仪(MZI)，如Jinguji等人在IEEE J Lightwave Technology14(10)，2301-2310(1996)中所描述的。然而，可用的器件具有高度波长依赖性，呈现出～20dB的衰减。虽然这些器件适于某些应用，但仍需加以改进。
通过在其中一个分支内实现折射率的改变来完成Y分支中的切换。在本领域中有几种已知的实现折射率所需改变的方法。这些方法包括电光效应、应力光效应以及热光效应。在本领域已知的典型的Y分支热光DOS中，“Y”的两个上分支具有加热元件，一般是沉积于其上的金属薄层，当起动时，加热元件诱发相应分支的折射率改变，由此实现输入到“Y”基部的功率耦合到一个或另一个分支。通过开启对一个分支的加热并断开对另一个分支的加热，输入光信号的切换就可实现。通过同时加热两个分支可实现渐进的信号衰减。
聚合物Y分支和玻璃Y分支都是已知的。由于聚合物折射率的较高温度依赖性，优选聚合物用在热光数字光开关中。
Hida等人，在IEEE Photonics Technology Letters 5(7)，782-784(1997)中披露了聚合物2×2热光开关，其由两个由氘化物的和氟代氘化甲基丙烯酸聚合物制造出的耦合Y分支组成。制造方法包括在二氧化硅基底上旋转涂覆聚合物溶液，随后通过传统的光刻法形成Y形状组成部分，接下来通过反应离子刻蚀形成芯脊。铬薄膜带加热器通过电子束蒸发和湿刻蚀形成在上Y分支上。各臂的间隔为250微米。Cr加热器带为5mm长、50微米宽。
Eldada等人在Proc.SPIE，vol.3950，pp.78-79(2000)中披露了由聚合物材料制造的1×2光开关，其中Y分支对于小于2°的顶角显示出0.1dB的插入损耗。如其中实施的利用卤化丙烯酸酯的直接光刻制造法被披露，即使在Y分支的顶角相对很小时，也能够锐化组成部分的轮廓并去除残留物。
Lackriz等人的美国专利U.S.6,236,774B1披露了一种在Tg之上操作、采用交联聚合物波导的热光开关。其中公开了设置在聚合物光波导表面上的基本上为矩形的金属加热器，所述矩形加热器的长边与波导中的传播方向成小角度设置。所述加热器被设置得在加热器整个区域上与波导材料均匀热接触。其中还公开了聚合物波导材料的温度以及折射率将取决于其中任一点距离加热器的距离，最接近加热器的区域比远离加热器的区域具有更高的温度。
Lee等人的美国专利U.S.5,623,566绘制出了二氧化硅光分支中的热感应波导。图2中公开了作为对该波导局部加热的结果，使用各种光学材料的波导的温度曲线。
Moosburger等人的Proc.21st Eur.Conf.Opt.Comm，pp.1063-1067(1995)公开了一种具有“近乎完美”的0.12°顶角的Y分支，其由具有大约9微米芯的二氧化硅包层聚合物波导制成。Y的上分支由Ti薄膜加热器覆盖。对于约为180mW的加热器功率，输出分支之间可获得27dB串扰抑制。
Diemeer在Optical Materials  9，192-200(1998)中提供了聚合物对二氧化硅热光数字光开关中热光切换的热传递和物理方面的透彻分析。对于一般的聚合物，以及尤其是聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯，示出其切换功率在50-100mW的范围内，并且示出获得约0.001的最小折射率变化需要波导芯中的温度升高约10℃。
Lee等人在IEEE Photonics Technology Letters， 11(5)，1999，pp.590-592中公开了采用集成有光监测分接头的非对称DOS/VOA波导制成的聚合物可调光衰减器，当没有电功率施加其上时，其衰减水平最小。
Tamir等人的 Guided Wave Optoelectronics Spring-Verlag，1988 pp.121-125公开了一种用作模分裂器和功率分配器的非对称Y分支波导。
发明内容
本发明提供一种Y分支常暗数字光开关，或常暗可变光衰减器(ND-DOS/VOA)，其包括输入波导段，输出波导段，耗尽波导段，过渡波导段，以及邻近所述过渡波导段和所述输出波导段设置的加热器；
所述过渡段设置在所述输入波导段与所述输出和耗尽波导段之间；
所述输出波导段和所述耗尽波导段相对于所述过渡波导段分叉设置；所述输出波导段的宽和高分别处在输入波导段的宽和高的-50％至+100％的范围内；所述过渡波导段关于所述输入波导段的纵轴几何不对称；所述耗尽波导段和所述输出波导段特征在于至少2∶1的宽度比；
其中所述输入、输出、耗尽和过渡波导段包括有机聚合物或是二氧化硅；并且其前提是当所述输入、输出、耗尽和过渡波导段包括有机聚合物时，所述Y分支ND-DOS/VOA还包括在所述加热元件和所述输出波导段之间的横向位移。
附图说明
图1(a)描绘了本发明由具有负热光系数的波导材料构成的ND-DOS/VOA的一个实施例，示出了各组件示意性排列的俯视图。
图1(b)描绘了图1(a)示出的实施例的过渡波导段的截面图。
图1(c)描绘了与图1(a)中相同的实施例，示出用于表征过渡波导段非对称的参数。
图2(a)至图2(f)描绘了本发明由具有负热光系数的波导材料构成的ND-DOS/VOA的另一个实施例，示出了各组件示意性排列的俯视图。
图3描绘了本发明由具有正热光系数的波导材料构成的ND-DOS/VOA的一个实施例，示出了各组件示意性排列的俯视图。
具体实施方式
对本发明的目的来说，“常暗(ND)数字光开关(DOS)”是一种电控制的光信号器件，当电功率切断时它可以防止光信号传输，当施加的电功率高于某一预定阈值时它可以允许光信号传输。“常暗可变光衰减器(VOA)”是一种电控制的光信号器件，除了实现VOA功能之外，当电功率切断时它防止光信号传输。
由于本发明的主要元件可以等同地应用于Y分支DOS和Y分支VOA，因此使用术语“ND-DOS/VOA”，并且本专业人士应当理解，在DOS和VOA是涉及使用方法的区别而不是涉及本发明元件属于DOS或VOA的区别这种理解下，“ND-DOS/VOA”既指常暗Y分支数字光开关又指常暗Y分支可变光衰减器。而在需要清楚地提及DOS或VOA的情况中，DOS或VOA将会明确地这样提及。
除了另外的声明，术语“衰减”应理解为指的是当没有电信号施加到其上时(例如当失去电功率时，但不排除其他情况)本发明的ND-DOS/VOA输出段中光信号功率的减小。
对于本发明的目的来说，使用的术语“宽度比”是指耗尽波导段的最大宽度与输出波导段宽度之比。这样，例如，5∶1的宽度比意味着耗尽波导段的最大宽度是输出波导段宽度的五倍。
根据本发明，提供的ND-DOS/VOA具有至少10dB的衰减，优选至少20dB，最优选至少40dB。本发明的核心是几何非对称Y分支光波导元件，其通过用作ON/OFF开关来实现ND-DOS/VOA的功能性，该ON/OFF开关在不施加电功率时处于“OFF”(阻断)模式，而且在本发明的ND-DOS情况中，当在预定阈值功率水平之上的电信号被施加到至少一个位于ND-DOS/VOA附近的热光和/或电光切换电极时处于ON(传输)模式。在“ON”状态，引入到Y分支输入段的光经过过渡段被引导至输出段，由此允许光信号继续传输。在“OFF”状态中，光信号经过过渡段被引导至耗尽段，在输出段的功率衰减至少为-10dB，优选至少为-20dB，最优选至少为-40dB。也就是说，ND-DOS/VOA的插入损耗变得非常高。本发明的非对称Y分支ND-DOS/VOA可被放置在任意PLC中，以便在去除施加于其上的电功率之后阻断光信号传输。
在本发明的ND-VOA情况中，更改了上述ND-DOS的协议，即施加到加热器上的电功率位于“ON”状态的阈值功率电平与无功率的“OFF”状态中间。
参照图1(a)，其描绘了本发明包括具有负热光系数的波导材料的ND-DOS/VOA的一个实施例，本发明提供了一种ND-DOS/VOA，其包括输入波导段1，输出波导段2，耗尽波导段3，过渡波导段4，设置在过渡段4的耗尽波导组件左边缘顶部的加热器5，其紧挨着输出波导段的内边缘但并不与其接触，都在其之上并由在那里形成的间隙6水平地分隔。尽管图1a描绘了完全跟随输出波导的内边缘的加热器，但也可与所描绘的确切路径稍稍有些偏离。过渡波导段设置在输入波导段1与输出及耗尽波导段2和3之间，输出波导段和耗尽波导段相对于所述过渡波导段分叉设置，输出波导段的宽和高处于所述输入波导段的-50％至+100％范围内，所述过渡波导段关于所述输入波导段的纵轴几何非对称，并且宽度比大于2∶1。
图1(b)描绘了过渡波导段4的截面图，示出了设置在包层7上的加热器5直接位于耗尽波导段3的芯8的内部部分之上。在图1(b)中还示出了加热器平面9，以及紧靠着加热器平面的输出波导段的芯11的水平边缘10。
本发明的ND-DOS/VOA的波导段可在无损本发明的操作性的情况下，在成份和折射率上有所不同。然而，从实践的观点来看，本发明的整个ND-DOS/VOA最好具有单种成份。本发明的ND-DOS/VOA可以包含二氧化硅或有机聚合物。本发明的ND-DOS/VOA优选包含有机聚合物。
本发明的ND-DOS/VOA的输出波导段在尺寸和形状上都与输入波导段相似。输出波导段的宽度范围可以是从小于输入波导的宽度的50％到大于输入波导的宽度的100％。然而，优选的是输出波导段在尺寸上等于输入波导。
根据本发明，过渡波导段关于输入波导段的纵轴几何非对称。输入波导段的纵轴与入射光波的传播方向相应。非对称的程度由图1c所示的横向位移d2来确定，d2是在(A)所述输入波导末端的输入波导的中心和(B)所述的过渡段在末端处的中心之间的距离。根据本发明，这样测量到的横向位移是在所述输入波导段输出末端处的输入波导段的宽度d1的至少3倍，优选至少10倍。
另外，根据本发明，如上述定义的宽度比大于2∶1，优选至少为5∶1，更优选至少为15∶1，并且最优选至少为25∶1。
在一典型实施例中，本发明的ND-DOS/VOA的波导段的芯和包层的折射率完全均匀，芯的折射率高于包层折射率约0.5％。在该实施例中，从本发明的实践中已经发现，宽度比应至少为5∶1，优选至少为15∶1，最优选至少为25∶1。
在另一实施例中，芯和包层之间的折射率差可大于0.5％，从而当宽度比低至2∶1时，允许获得满意的信号衰减。另外，当耗尽波导段被制造得可以提供比输出波导段折射率高的芯时，在某些实施例中，获得满意信号衰减所需的宽度比可在2∶1和5∶1之间的宽度比中获得。
加热元件，如示于图1(a)中的5，邻近所述过渡波导段4和所述输出波导段2设置。为了通过热光效应诱发折射率变化，使用加热元件加热波导芯。
在图1所示的实施例中，设置加热元件，以便当加热器起动时，加热器与输出波导段的芯的中心轴至少分开一段距离，该段距离由导模的模场直径确定。加热元件优选位于波导的顶部或底部。“波导的顶部”指的是设置在距离芯片基底比波导芯更远距离处，而“波导的底部”指的是设置在距离芯片基底比波导芯更近距离处。优选的是底部加热器。
根据波导材料热光系数的符号，加热器应位于下述位置之一：对于具有负热光系数的波导材料，即，其中dn/dT＜0，其中n表示折射率，且“T”表示温度，示于图1(a)-1(c)中-例如有机聚合物，该加热元件优选沿着耗尽波导段的内部设置在过渡段的顶部或底部，其由距离d3(图1c)与过渡段的输出侧的外边缘分离开，该距离d3至少小于输入或输出波导段的宽度d2，但是不大于输入或输出波导的宽度(无论哪一个较小)加上加热器平面9和波导芯水平边缘10之间的距离d4的10倍(见图1(b))。
本发明适于使用负热光系数材料的替代实施例示出在图1和图2(a)-(f)。图1示出了本发明ND-DOS的一个实施例，其中耗尽波导段为平行四边形，其宽度是输出波导段的两倍。图2a描绘了一个实施例，其中耗尽波导段的宽度线性增长，并且在传播方向上单调展宽。图2b描绘了一个实施例，其中耗尽波导段在过渡波导段中被“剪切”，其中当其分叉时，光束不大量入射。图2c描绘了与图2b所示相同类型的另一实施例，但是为更极端的情况，其中剪切横向地起始于两个臂相交的点。图2d描绘了一个实施例，其中考虑到具有例如成角度的反射镜12的结构的终端，耗尽波导段在PLC芯片的边缘之前终止，反射镜12将来自耗尽波导段的入射光从PLC朝向基底或是朝向覆盖介质(通常是空气或是其它气体，或是真空)偏离。图2e和2f描绘了本发明ND-DOS/VOA的另一个实施例，其中构成本发明ND-DOS/VOA的各组成波导段和加热器被平滑地弯曲。
图3(a)描绘了本发明ND-DOS/VOA的一个实施例，其适于利用以正热光系数为特征的材料-即，dn/dT＞0，例如但不局限于二氧化硅和硅。在该实施例中，加热元件位于过渡波导段的顶部，如图3(b)所示，并且其横向地位于与过渡段的输出截面上的输入/输出宽度相等的一宽度内(或是如果所述的宽度不相等，位于输入和输出宽度之间)。
根据本领域任何公知的适于制备安装有芯片的光波导的方法，可制备出本发明的ND-DOS/VOA。当用有机聚合物制造ND-DOS/VOA时，特别有利的是，将直接光刻法应用到适当的透明光致抗蚀聚合物上，如L.Eldada，Opt.Eng. 40，1165(2001)所描述的。因为利用光致抗蚀剂聚合物本身形成波导，因此不再像本领域其它方法那样需要反应离子刻蚀步骤。已经知道反应离子刻蚀会在波导壁中引起条纹，这些条纹可导致散射损耗和偏振相关损耗(PDL)加重。通过使用直接光刻法，使散射损耗和PDL最小化。根据Eldada教导的方法产生的波导是渐变折射率聚合物波导，其可降低传播信号的散射损耗和PDL。
其它涉及反应离子刻蚀的光刻方法适合于本发明的含有硅或掺杂硅的ND-DOS/VOA的制备。
本领域中已经知道，有机聚合物dn/dT的绝对量超过无机玻璃约一个数量级。由于这个原因，在本发明的ND-DOS/VOA中，最首选的是有机聚合物。由此，有机聚合物的实施例是优选的。然而，在本发明的范围内还期望由无机材料，例如半导体和无机玻璃，尤其是二氧化硅和硅制成的Y分支。
由此，在一个典型的实施例中，ND-DOS/VOA的全部长度在2.5-5mm的范围内，其过渡波导段在1.5-2.5mm的范围内。输出和输入波导段的芯宽度(从上往下看)在5-10μm的范围内，而过渡段的芯宽度(从上往下看)在10-200μm的范围内。耗尽波导段的折射率可等于输出波导段的折射率，或是可以高出0.05。随着折射率差增加，无电功率状态中获得40dB信号衰减的所需的宽度比降低。取决于折射率差的宽度比随着过渡波导段长度的增长而增加。
本发明利用例如本领域已知的任何方便的加热元件都是可行的。加热元件可以包括感应加热、辐射加热和电阻加热。从实施简单化的立场来看，优选电阻加热。根据本领域中众所周知的元件可实现电阻加热。在一种方法中，利用掩模将薄金属带溅射涂覆到波导上，制备所期望形状的加热器。当加热器不位于输出分支整个长度表面上时，加热器沉积在芯片上面的外包层的、其下没有芯的部分的顶部。
另外，加热器可通过蒸发或是任何其它金属沉积方法形成。根据本发明用于电阻加热的适合金属包括但不限于铬、钛、镍、金和铂。铬、钛、镍和金是优选的。对于加热器带的尺寸没有特别的限制，只要其不超过全部Y分支的大小，并且只要其可以提供获得本发明目的所需的局部加热即可。然而，优选加热器长度为2-3mm，加热器宽度在3-30微米的范围内，最优选为5-15微米，并且加热器的厚度为0.05-1微米，最优选的是0.1-0.5微米。
在本发明的实践中，已经发现，沿着传播方向加热器长度上每毫米10至100mW的电功率电平可以在特征为dn/dT处于-2至-5×10-4/℃范围内的聚合物中有效地产生切换。这种聚合物的例子包括但不限于聚丙烯酸脂、聚氟代丙烯酸酯和聚氯丙烯酸脂。已经发现，沿着传播方向，加热器长度上每毫米30至300mW的功率电平对于特征为dn/dT处于-0.5至-2×10-4/℃范围内的聚合物是有效的。这种聚合物的例子包括但不限于聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯。在本发明的一个典型实施例中，整个波导都由同一聚合物体系构成。
例子
在硅晶片上的热光聚合物波导中设计并制造Y分支ND-DOS。图2f的设计用于这种制造。输出波导段具有2cm的弯曲半径和7μm的宽度。耗尽波导段具有200μm的基本均匀的宽度。输出和耗尽波导段的内边缘之间的初始臂分离角为3.5°。
通过混合94％重量的乙氧基全氟聚醚(MW1100)，4％重量的四氧化二三羟甲基乙烷，以及2％重量的Darocur1173(一种从Ciba-Geigy获得的Darocur1173)光引发剂制备出称为B3的合成物。
通过混合98％重量的乙氧基全氟聚醚(MW1100)，和2％重量的Darocur1173制备出称为BF3的合成物。
通过混合91％重量的乙氧基全氟聚醚(MW1100)，6.5％重量的四氧化二三羟甲基乙烷，2％重量的Darocur1173，以及0.5％重量的从Ciba Geigy获得的一种不同的光引发剂Darocur4265制备出称为C3的合成物。
用KOH清洁6英寸氧化硅晶片基底，然后用购自Gelest的(3-丙烯酸丙氢基)三氯氢硅处理。在晶片的中心5英寸区域上形成聚合物波导，其利用底片影调光敏单体以下述方式制备：将2ml的BF-3沉积在晶片上，然后在CEE-100旋转涂覆机(Brewer Scientific)上以1000rmp旋涂该晶片13秒，形成10μm厚BF3的下包层。这样制备的涂层基底在0.02托的氮保护气氛中利用1000瓦水银弧光灯发射出的350nmUV光(Hg-i线)固化，用与在先层使用的相同方法沉积由合成物C3构成的7μm厚芯层。本发明的ND-DOS Y分支被图案化到涂层上，该涂层通过1000瓦水银弧光灯发射出的350nmUV光(Hg-i线)经过暗视场光掩模照射，然后用乙酸乙酯(HPLC级，Fisher ScientificCo.，)显影未曝光区域而形成。3ml的B3合成物放置在带有图案的晶片上，并且在CEE-100上以700rpm旋涂14秒，从而形成17微米厚的B3上包层。这样制备的涂覆层在大气压下的氮保护气氛中利用1000瓦水银弧光灯发射出的Hg-i线进行固化。
通过在涂覆有聚合物的晶片上溅射沉积一层金属镍，然后沉积一层金属金，形成两层的加热器叠层体，来形成宽8μm，长2.44mm，厚0.3μm的加热器，该加热器与过渡段输出侧的外侧边缘横向间隔29.5μm。这样形成的加热器叠层体利用正光致抗蚀剂(购自Shipley的1808型)和亮视场光掩模进行图案化光刻，然后进行酸刻蚀以形成加热器和互连体/线焊盘的底部。由一层钛、继之以一层金构成的电镀底部溅射沉积在加热器叠层体的顶部上，并且通过旋涂将正光致抗蚀剂(Shipley SJR5740)施加于其上。用暗视场光掩模的UV曝光法曝光互连体和线焊盘的底部。然后用金进行电镀。随后显影正光致抗蚀剂，并且酸刻蚀所述的电镀基底，由此产生装有带有ND-DOS/VOA的芯片的晶片。这样制备的芯片具有8个设计相同、中心间隔为250μm的ND-DOS/VOA器件。该芯片中的所有8个ND-DOS/VOA都呈现出数字切换性能，当不施加电功率时，具有＞40dB的衰减。图4中示出了8个ND-DOS/VOA之一通过实验获得的过渡曲线，该曲线示出在零加热器电功率处，衰减水平优于40dB，从而证明了ND特性。注意“数字”性能，当该器件用作ND-DOS时尤其有益，表现为最大值传输和在施加到加热器上的电功率在70mW以上基本上恒定。由此制造出的ND-DOS/VOA也呈现出小的波长(□)依赖性。
在如此制造出的8个ND-DOS/VOA上获得的衰减数据列于表1中，其示出所有8个器件获得的无源(无源＝无电功率)衰减为＞49.4dB。制造步骤中的变化也可帮助导致观测到的衰减，但测量技术很可能提供至少同样的衰减。
       表1
  芯片上的信道数   无源衰减(dB)
  1   49.54
  2   49.66
  3   49.44
  4   51.48
  5   53.71
  6   51.95
  7   57.70
  8   54.49

Claims (20)

1.一种Y分支常暗数字光开关或常暗可变光衰减器(ND-DOS/VOA)，包括：输入波导段，输出波导段，耗尽波导段，过渡波导段，以及邻近所述过渡波导段和所述输出波导段设置的加热器；
所述过渡段设置在所述输入波导段与所述输出和耗尽波导段之间；所述输出波导段和所述耗尽波导段相对于所述过渡波导段分叉设置；所述输出波导段的宽和高分别处于输入波导段的宽和高的-50％至+100％的范围内；
所述过渡波导段关于所述输入波导段的纵轴几何不对称；
所述耗尽波导段和所述输出波导段的特征在于至少2∶1的宽度比；
其中所述输入、输出、耗尽和过渡波导段包括有机聚合物或二氧化硅；并且前提条件是当所述输入、输出、耗尽和过渡波导段包括有机聚合物时，所述Y分支ND-DOS/VOA还包括在所述加热元件和所述输出波导段之间的横向位移。
2.权利要求1的ND-DOS/VOA，该ND-DOS/VOA是ND-DOS的形式。
3.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述宽度比至少为5∶1。
4.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述宽度比至少为15∶1。
5.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述宽度比至少为25∶1。
6.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述加热器是电阻加热器。
7.权利要求1的ND-DOS/VOA，该ND-DOS/VOA包括有机聚合物。
8.权利要求1的ND-DOS/VOA，还包括所述过渡波导段相对于所述输入波导段的横向位移，该横向位移至少3倍于所述输入波导段在其输出末端的宽度。
9.权利要求7的ND-DOS/VOA，其中所述横向位移至少10倍于所述输入波导段在其输出末端的宽度。
10.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中每个所述波导段包括芯和包层，并且其中芯和包层的折射率在整个所述ND-DOS/VOA上均匀。
11.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中每个所述波导段包括芯和包层，并且其中所述耗尽波导段的芯的折射率高于所述输出波导段的芯的折射率。
12.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述过渡波导段的特征在于1.5至2.5毫米的长度。
13.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述过渡波导段的特征在于：芯的宽度为10至200微米。
14.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述耗尽波导段的形状为平行四边形。
15.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述耗尽波导段的宽度线性增长并且在传播方向上单调展宽。
16.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述耗尽波导段在过渡波导段中被剪切。
17.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述耗尽波导段在其所安装于的PLC芯片的边缘之前终止。
18.权利要求17的ND-DOS/VOA，还包括位于所述耗尽波导终端的成角度的反射镜。
19.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述耗尽波导段的特征在于弯曲的侧边。
20.权利要求1的ND-DOS/VOA，其中所述耗尽波导段的形式是组成波导段，并且构成本发明ND-DOS/VOA的该加热器是平滑弯曲的。
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