CN1766683A - 光偏转元件和光转换器 - Google Patents

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Abstract

一种光偏转元件被成形以包括：设置在光波导上的棱镜电极；第一光子晶体结构，在光传播方向上棱镜电极的前方、在光通过棱镜电极之后的位置上设置；控制电极，经由第一光子晶体结构上的光波导而面对对电极层设置；以及第二光子晶体结构，平行于光传播方向在棱镜电极的侧向设置。

Description

光偏转元件和光转换器
相关申请的交叉参考
本申请基于并要求2004年10月26日提出的在先日本专利申请No.2004-311365的优先权的权利，在此并入参考其全部内容。
技术领域
本发明涉及一种偏转光的光偏转元件以及一种将输入的光信号输出至所需通道的光转换器。
背景技术
近年来，光子网络比以前愈加需要高速驱动和高容量，其中光信号已具有宽频带并被多路复用，因此也需要光子网络的传输设备是多通道且高速驱动的。此外，需要用作光子网络节点的光交叉连接设备，以增加通道的数量并以较高速度转换，因此需要例如日本专利申请待审公开No.Hei3-87817(专利文献1)的光转换器，以作为使用反射镜并由显微机械例如MEMS(微电机系统)支撑的通用光交叉连接设备的替换物。
随同朝向高速驱动和多通道的进展，必需一种使用光波导的光转换器以调整光偏转角。对于使用光波导的光转换器，所谓的光子晶体(photoniccrystal)的使用被密切关注，该光子晶体由具有不同折射率并被周期性排列(align)的多种物质组成。光子晶体是一种晶体结构，包括具有周期性排列的不同折射率的多种介质。光子晶体被预期为能够将传统光学装置的尺寸减小到几微米的元件技术。在光子晶体内部，取决于排列周期、形状、折射角等，以与半导体等中的电子的能带(band)结构相同的方式调节光子能带结构，以便形成特有的能带结构。例如，在布里渊区附近形成称为光子带隙的禁带，并且光无法存在于此频带的光子晶体内部。此外，在光子带隙附近的光子能带被极大地调节，并且散射频率的表面与普通光学晶体的表面大为不同。例如，在H.Kosaka等人的Phys.Rev.B58，R10099(1998)、H.Kosaka等人的Appl.Phys.Lett.74，1212(1999)、H.Kosaka等人的Appl.Phys.Lett.74，1370(1999)(非专利文献1)中，已报告说：通过为散射频率的表面选择适当波长的光而观察到了称为“超棱镜效应”的大的光偏转，其由光子能带的波数形成。
作为使用光子晶体的光转换器的特例，例如，那些技术公开在日本专利申请待审公开No.2002-350908(专利文献2)、日本专利申请待审公开No.2002-303836(专利文献3)和日本专利申请待审公开No.2003-215367(专利文献4)中。
在专利文献2中，公开了通过将能量例如电压施加至光子晶体而可调整偏转角的原理的发明。
在专利文献3中，公开了通过在构成光波导的核心的光子晶体中形成线缺陷波导而形成光路的发明。
类似于专利文献3，在专利文献4中公开了一个发明，其中，由光子晶体形成光波导的核心，并且在光子晶体中形成不满足具有上述周期性结构的排列的部分，从而将该部分用作光路。
相关现有技术的说明
在采用上述传统光子晶体的光转换器中，能够绘出光路并获得大的偏转角，然而，存在调整偏转角的精度不很高的问题。近来对于光转换器中的高速驱动和多通道的需求进一步增加，为了对此需求做出充分的反应，调整偏转角的精度需要实质性提高，因而在当前的设定环境下寻求一种为此目的的技术。
发明内容
鉴于上述问题而提出本发明，本发明的一个目的是提供一种光偏转元件，能够使用光子晶体以期望的大偏转角使光偏转，并且能够在宽的角度范围内精确并且高速地控制偏转角，从而进一步有助于装置的尺寸减小和集成。
此外，本发明的另一目的是提供一种多通道光转换器，通过使用能够在大的期望角度范围内精确并且高速地控制光信号的光偏转元件，该多通道光转换器高速操作并且极大地有助于装置的尺寸减小和集成。
根据本发明的光偏转元件包括：光波导，由电光材料制成；第一光偏转器，设置在该光波导上；以及第二光偏转器，通过在光传播方向上越过所述第一光偏转器而设置在该第一光偏转器前方，并且具有比该第一光偏转器的偏转角范围更宽的偏转角范围；其中该第二光偏转器包括：第一光子晶体结构，由具有不同折射率并且被周期性排列的多种物质构造；以及控制电极，通过调整施加至该第一光子晶体结构的电压而控制由该第一光子晶体结构引起的光的偏转角。
根据本发明的光转换器包括：输入光信号的多个输入通道；多个光偏转元件，其中每个光偏转元件是为各个所述输入通道设置的；以及输出光信号的多个输出通道；其中每个所述光偏转元件包括：由铁电材料制成的光波导；设置在该光波导上的第一光偏转器；第二光偏转器，通过在光传播方向上越过该第一光偏转器而设置在该第一光偏转器前方，并且具有比该第一光偏转器的偏转角范围更宽的偏转角范围；其中该第二光偏转器设置有：第一光子晶体结构，由具有不同偏转率并且被周期性排列的多种物质构造；以及控制电极，通过调整施加至该第一光子晶体结构的电压而控制由该第一光子晶体结构引起的光的有效折射率。
根据本发明的一个实施例，进一步包括第二光子晶体结构，其在相邻的第一光偏转器之间的区域内平行于光传播方向设置，该第二光子晶体结构由具有不同折射率并且被周期性排列的多种物质形成。
附图说明
图1A至图1C是示出根据第一实施例的光偏转元件的主要组件的示意图。
图2A至图2G是按照步骤的顺序示出根据第一实施例的光偏转元件的制造方法的截面示意图。
图3A至图3E是接着图2A至图2G按照步骤的顺序示出根据第一实施例的光偏转元件的制造方法的截面示意图。
图4A和图4B是示出根据第二实施例的光转换器的示意结构的示意图。
具体实施方式
本发明的主旨
旨在以大的偏转角使光偏转并且在宽的范围内以高速精确地控制偏转角，本发明人已设计提供在光传播方向上串联设置的两种类型的偏转器，以使偏转器具有双(dual)系统，用于在宽的角度范围内精确地控制光偏转。作为特例，棱镜电极被用作第一光偏转器，并且光子晶体(第一光子晶体结构)和控制电极被用作第二光偏转器，该控制电极调整将被施加至该光子晶体的电压，从而控制由光子晶体引起的光的有效折射率。
根据本发明，具有电光效应(改变当电场施加至绝缘晶体和铁电晶体时引起的折射率的效应)的材料(电光材料)用于光波导，并且第一光偏转器和第二光偏转器按此顺序设置在光传播方向上。首先，由第一级(step)的偏转器(第一光偏转器)略微调整光偏转，随后，由第二级的偏转器(第二光偏转器)在大的偏转角范围内调整光偏转。例如，通过棱镜电极的光偏转的偏转角小。作为第一级的光偏转，例如通过为第一光偏转器而使用棱镜电极，入射光以小角度向右或向左偏转。随后，作为第二级的光偏转，通过将第一光子晶体结构用作第二光偏转器，被第一光偏转器略微向右或向左偏转的光能被更大地向右或向左偏转。此时，在第二光偏转器中，将所需电压从控制电极施加至该第一光子晶体结构。通过施加此种电压，在光子晶体内部的光子带隙被调节，以使光的偏转角能够通过光子晶体在大偏转角范围内随需而变。
由光子晶体的超棱镜效应引起的光偏转对入射光的角度和波长极度敏感，因此光偏转响应于入射光的微小角度而变大。因此，光子晶体自身能够获得大的光偏转角，但不能精确地调整偏转角。在本发明中，通过主动(positively)利用光子晶体的这种特性，首先，入射光以微小的角度向右或向左偏转，随后，该微小的角度被第一光子晶体结构很大地并且精确地偏转，同时被控制电极调整。通过这样的偏转角控制，即使入射光的波长不唯一，用于引起超棱镜效应的波长选择性也会提高，并且能够精确并且高速地进行光偏转角的控制。
此外，根据本发明，设置有该第一光子晶体结构和具有与第一光子晶体结构不同的周期结构的第二光子晶体结构。第二光子晶体结构具有光子带隙，从而聚焦了光路，因此能够实现高度定向的光偏转控制。
另外，根据本发明，上述光偏转元件被应用至具有多个输入和输出通道的光转换器。特别地，为每个输入通道都设置上述光偏转元件。每个光偏转元件具有第一和第二光偏转器，从而通过对偏转角的双重调整，能够在宽的偏转角范围内精确地控制光信号的偏转。在此情形中，在与光路平行相邻的输入通道之间的区域内设置第二光子晶体结构，为每个输入通道辨别入射光信号的光路，以充分减少输入通道之间的串扰。
采用本发明的特定实施例
第一实施例
在本实施例中，将描述采用本发明的光偏转元件的特定结构。
图1A至图1C示出根据第一实施例的光偏转元件的主要组件，其中，图1A是俯视示意图，图1B是沿图1A中的点划线I-I的截面示意图，图1C是沿图1A中的点划线II-II的截面示意图。此外，图2A至图2G和图3A至图3E是按照步骤的顺序示出根据第一实施例的光偏转元件的制造方法的截面示意图(相应于沿图1A中的点划线I-I的截面示意图)。
如图1A和图1B所示，被本实施例的光偏转元件10成形以包括：经由对电极(counter electrode)层2而在元件基板1上的由电光材料制成的光波导3，经由光波导3而面对对电极层2设置的棱镜电极4，通过沿光传播方向经过棱镜电极4而设置在棱镜电极4前方的第一光子晶体结构5，经由光波导3而面对对电极层2设置在第一光子晶体结构5上的控制电极6，平行于光传播方向并在棱镜电极4的侧向设置的第二光子晶体结构7。
光波导3是平板波导，并且使光波导3成形以通过下包层11和上包层13将核心层12夹在中间，其中，在它们之间形成光路。作为光波导3的电光材料，优选为呈现出大的电效应的钙钛矿铁电材料：BaTiO3、Pb(Zr，Ti)O3(PZT)、(Pb，La)TiO3(PLT)、(Pb，La)(Zt，Ti)O3(PLZT)；然而，具有四方晶系的KH2PO4(KDP)、发光型材料LiNbO3、LiTaO3和KNbO3、以及钨青铜型材料(Sr，Ba)Nb2O6(SBN)也是可接受的。从这些材料中选择具有任意折射率的材料用作光波导3的材料。
棱镜电极4由相互面对设置的一对三角形电极构成，并用作第一光偏转器。
第一光子晶体结构5由光子晶体组成，其中周期性设置具有不同折射率的多种物质。这里，多个通孔14在与光传播方向垂直的方向上形成在光波导3内，这些通孔14填充有具有与光波导3的电光材料不同的折射率的材料；这里，周期性设置透明树脂15和这两种材料，即透明树脂15及周围的电光材料。在此情形中，为获得期望的超棱镜效应，适当地调整周期性结构，即尺寸、形状和通孔14的设置周期。借助将透明树脂15用作通孔14的填充物，相比于不使用填充物的空气提高了耐压的能力，从而能够防止放电。具有与电光材料不同的折射率的任何材料都被允许作为填充物，例如，硅石等也是优选的。
设置控制电极6以和对电极层2将第一光子晶体结构5夹在中间。控制电极6与第一光子晶体结构5一起用作第二光偏转器。
在第二光子晶体结构7中，多个通孔16在与光传播方向垂直的方向上形成在光波导3内，并且这些通孔16填充有具有与电光材料不同的折射率的材料；这里，周期性设置透明树脂15和这两种材料，即透明树脂15及周围的电光材料。在此情形中，第二光子晶体结构7具有与第一光子晶体结构5不同的周期性结构(尺寸、形状和通孔16的设置周期)；这里，周期性结构形成光子带隙，以使光路被聚焦，从而能够实现高度定向的光偏转控制。
在此光偏转元件10中，通过两个步骤来进行光偏转。首先，偏转光L1射进棱镜电极4，预定电压施加在此棱镜电极4与对电极层2之间，利用此施加的电压，出现棱镜类型的折射率变化，从而使该偏转光L1以微小的角度向右或向左偏转，以使其成为第一偏转光L2(不必说，偏转光L1可以直接前进而不偏转向任何方向)。在图示的实例中，示出了向右并且还向左(沿相对于图1中的点划线I-I向上和向下的方向)偏转的各个第一偏转光L2。此时，第二光子晶体结构7设置在棱镜电极4的侧面上，并且由不允许光存在于其中的光子带隙导致光路被聚焦至棱镜电极4。
经过棱镜电极4的第一偏转光L2射进第一光子晶体结构5。在控制电极6与对电极层2之间的、由控制电极6调整的预定电压施加于第一光子晶体结构5。利用该电压调整，第一光子晶体结构5的光子带隙被调节，并且仅以微小的角度偏转的第一偏转光L2被精确地控制，以在由光子晶体导致的宽的偏转角范围内以期望的偏转角偏转，从而作为第二偏转光L3被射出。在图示的实例中，分别示出了源自第一偏转光L2并向右和向左大幅偏转的各个第二偏转光L3。
下面，将参照图2A至图2G及图3A至图3E描述根据本实施例的光偏转元件10的制造方法。
首先，如图2A所示，例如，制备由SrTiO3(STO)或MgO制成的元件基板1，并在元件基板1上形成对电极层2。
特别地，如图2B所示，通过溅射在基板1上沉积例如SRO等的氧化物膜或Pt等的金属膜，以形成对电极层2。在此情形中，通过省略对电极层2的形成，也可选择性地使用添加了Nb、La等的导电单晶基板STO等作为基板1。
随后，在对电极层2上形成下包层11。
特别地，如图2C所示，在对电极层2上形成下包层11，以便例如：作为铁电膜的PLZT(9/65/35)膜例如通过溶胶-凝胶(sol-gel)方法外延生长至具有约2μm的膜厚度。顺带提及，通过用浸蘸法或旋压覆盖法两次或更多次用PLZT母溶液涂覆对电极层2，能够控制PLZT膜的膜厚度。
随后，在下包层11上形成核心层12，从而堆叠在上面。
特别地，如图2D所示，PZT(52/48)膜在下包层11上例如通过溶胶-凝胶方法外延生长至具有约3μm的膜厚度，从而形成将被堆叠在下包层11上的核心层12。应注意，类似的是，通过两次或更多次用PZT母溶液涂覆下包层11，能够控制PZT膜的膜厚度。
随后，在核心层12上形成上包层13，以堆叠在上面。
特别地，如图2E所示，PLZT膜在核心层12上例如通过溶胶-凝胶方法外延生长至具有约2μm的膜厚度，从而形成将被堆叠在上面的上包层13。应注意，类似的是，通过两次或更多次用PLZT母溶液涂覆核心层12，能够控制PLZT膜的膜厚度。此时，由层叠的下包层11、核心层12和上包层13形成光波导3。上面已描述了由电光材料制成的光波导3通过溶胶-凝胶方法形成的情形，然而，除溶胶-凝胶方法之外，还可以采用任何铁电膜形成工艺，例如溅射、脉冲激光沉积法、气溶胶法、MOVCD法等等。
随后，通过图案化形成第一光子晶体结构5的多个通孔14和第二光子晶体结构7的多个通孔16。请注意图中只示出了相应于横截面位置的通孔14(在下文中也请同样注意)。
特别地，首先，如图2F所示，例如，在光波导3上涂覆电子束保护层(resist)17，并且通过电子束绘图、生长等等，在电子束保护层17的预定位置形成通孔14、16的各个图案。接下来，如图2G所示，通过使用例如CF4或SF6的蚀刻气体的干蚀刻法，将光波导3蚀刻至露出对电极层2的表面的程度。通过此蚀刻，在光波导3中形成复制电子束保护层17的图案的通孔14、16。然后，如图3A所示，通过灰化等去除电子束保护层17。
随后，用透明树脂15填充通孔14、16。
特别地，如图3B所示，通过转压覆盖、浸蘸涂覆法等将作为透明树脂15的例如氟化聚酰亚胺等插入至通孔14、16内，并且例如通过活性离子蚀刻而去除溢出的透明树脂。
通过上述步骤，通孔14、16被填充了透明树脂15，并且具有各自的预定周期结构的第一光子结构5和第二光子结构7与周围的电光材料形成在一起。
随后，通过图案化在光波导3上形成棱镜电极4和控制电极6。
特别地，如图3C所示，首先，例如，在光波导3上涂覆电子束保护层18，并且通过电子束绘图、生长等等，在电子束保护层18的预定位置上形成棱镜电极4和控制电极6的各自图案18a、18b。接下来，如图3D所示，通过溅射在整个表面上沉积例如SRO、IrO2等的氧化膜或者Pt、Ti等金属膜。此时，氧化膜或金属膜只沉积在通过各自的图案18a、18b露出的光波导3上的部分上。如图3E所示，通过提离(lift-off)效应去除电子束保护层18以及该电子束保护层18上的氧化膜或金属膜，以通过图案化形成棱镜电极4和控制电极6。
通过上述步骤和几种后加工，完成了本实施例的光偏转元件10。
应当注意，本发明并不限于上述第一实施例。例如，对电极层2、光波导3、棱镜电极4和控制电极6的厚度都具有一定程度的灵活性。此外，当入射光不满足棱镜电极4期望偏转角时，能够适当改变棱镜电极4的形状，或者可串联设置多个棱镜电极4以具有多级。另外，第一光子结构5和第二光子结构7各自的周期性排列在图中示出为四方晶格排列，然而它们并不限于此，三角晶格排列和蜂窝晶格排列也是优选的。
如上面已经描述的，根据本实施例，能够利用光子晶体以所需的大偏转角使光偏转，并且能够在宽的偏转角范围内精确并且高速地控制偏转角，因此实现了有助于装置的进一步尺寸减小和集成的光偏转元件10。
第二实施例
根据本实施例，将描述采用本发明的光转换器的特定结构。
图4A和图4B示出根据第二实施例的光转换器的结构的示意图，其中图4A仅是光转换器的主要组件部分的平面示意图，并且图4B是沿图4A中的点划线I-I的光转换器的截面示意图。应注意，用相同的附图标号表示与第一实施例中相同的构件等，并省略其具体说明。
通过平行设置多个根据第一实施例的光偏转元件10而构成根据本实施例的光转换器20。光转换器20是一种具有N×N排列(N为等于或大于2的整数，并且在图中的情形N＝4)的光转换器，其被成形以具有：设置有光偏转机构的主要组件部分21，以及主要组件部分21设置于其内的通道形成部分22。
通道形成部分22被成形以在通道基板31上具有通道波导32。
使通道波导32成形以在下包层41与上包层43之间具有核心层42，在该核心层42内将形成光路，并且，通道波导32设置有光信号输入通道I1至I4及光信号输出通道O1至O4。每条输入通道I1至I4分别在其顶端部分具有使信号光准直的微透镜44，并且输入通道I1至I4是以相同间隔平行设置。类似地，每条输出通道O1至O4分别在其后端部分具有微透镜44，并且输出通道O1至O4是以相同间隔平行设置。在通道波导32中形成有沟槽45，其中安装有主要组件部分21，并且在向沟槽45的底部露出的通道基板31的表面的部分上，通过图案化形成多种布线层46。
在通道形成部分22中，通过热氧化例如包括Si的通道基板31的表面，形成具有约5μm膜厚度的SiO2膜，此后，例如，从SiO2膜的表面将Ga掺杂至SiO2膜内约3μm深度处，因此形成具有约2μm膜厚度的下包层41和具有约2μm膜厚度的核心层42。此后，通过溶胶-凝胶方法、溅射等，在核心层42上形成具有约2μm膜厚度的SiO2膜，因此形成上包层43。随后，通过将CF4型气体用作蚀刻气体，上包层43、核心层42及下包层41经受干蚀刻，以便通过图案化形成沟槽45。
光转换器20的主要组件部分21被成形以包括根据第一实施例的光偏转元件10，从而分别相应于输入通道I1至I4。
每个光偏转元件1O被成形以包括：经由对电极层2而在元件基板1上的光波导3，光波导3上的棱镜电极4，通过在沿光传播方向上越过棱镜电极4而设置在棱镜电极4前方的第一光子晶体结构5，经由光波导3而面对对电极层2设置在第一光子晶体结构5上的控制电极6，以及平行于光传播方向并在棱镜电极4的侧向设置的第二光子晶体结构7。
特别地，棱镜电极4、第一光子晶体结构5以及控制电极6分别设置在光波导3上，以相应于各输入通道I1至I4；并且这里，在相邻的棱镜电极4之间的区域内，在棱镜电极4的侧向设置第二光子晶体结构7。
通过将其顶面和底面反转，将如上述成形的主要组件部分21安装至通道波导32的沟槽45内，以使光波导3和通道波导32的位置匹配，如图4B所示，并且例如通过焊球47将各个棱镜电极4和控制电极6连接至预定布线层46。
光转换器20传导两级光偏转。这里，将作为示例描述光信号输入至输入通道I2中的情形。
首先，通过了输入通道I2的入射光L1射入棱镜电极4中。在棱镜电极4与对电极层2之间施加预定电压，从而将相同的电压施加至棱镜电极4；利用此电压施加，在光波导3中出现棱镜的折射率改变，并且入射光L1以小角度向右或向左偏转，以变为第一偏转光L2。在图示的实例中，分别示出了作为第一偏转光L2的向右及向左偏转的信号光和直行的信号光。此时，在棱镜电极4的侧向设置第二光子晶体结构7，并且没有光能存在于光子带隙中，因此由于光子带隙而对每个输入通道I1至I4辨别并聚焦信号光的光路，基本上消除了相邻的输入通道之间信号光的串扰。
通过了棱镜电极4的第一偏转光L2射入第一光子晶体结构5中。在控制电极6与对电极层2之间由控制电极6将预定电压施加至第一光子晶体结构5；利用此电压调整，第一光子晶体结构5的光子带隙被调节，以使由棱镜电极4仅以小角度偏转的第一偏转光L2被光子晶体精确地控制在宽的偏转角范围内的期望偏转角，并从而作为第二偏转光L3射出，并且输出至期望的输出通道。在图示的实例中，分别示出了作为第二偏转光L3的源自第一偏转光L2并向右和向左大幅偏转以被输出至输出通道O1和O4的信号光、以及直行以被输出至输出通道O2的信号光。
应当注意，本发明并不限于上述第二实施例。例如，除光转换器之外，光偏转元件可应用至激光打印机、条码读卡机等。
如已描述的，根据本实施例，通过使用能够在宽的偏转角范围内高速精确地控制光信号的光偏转元件10，以及通过平行排列两个或更多光偏转元件10，实现了能够进行高速转换操作的小型光转换器20。
根据本发明，实现了利用光子晶体能够以期望的宽角度使光偏转、并且能够在宽的偏转角范围内精确并且高速地控制偏转角的光偏转元件，从而有助于装置的尺寸减小和集成。
根据本发明，通过利用多个能够在期望的大偏转角范围内精确并且高速地控制光信号的光偏转元件、并且通过平行排列所述光偏转元件，实现了即使是小尺寸也能高速进行转换操作的光转换器。
本发明的实施例在所有方面都应视为说明性的及非限制性的，因此在权利要求书的等效含义及范围内的所有变化都应包含在本发明的专利范围内。本发明可以不背离本发明的精神或本质特性的其它的具体形式而体现。

Claims (18)

1.一种光偏转元件，包括：
光波导，由电光材料制成；
第一光偏转器，设置在所述光波导上；以及
第二光偏转器，通过在光传播方向上越过所述第一光偏转器而设置在所述第一光偏转器的前方，并且具有比所述第一光偏转器的偏转角范围更宽的偏转角范围；
其中所述第二光偏转器包括：第一光子晶体结构，由具有不同折射率并且被周期性排列的多种物质构造；以及控制电极，通过调整施加至所述第一光子晶体结构的电压而控制所述第一光子晶体结构引起的光的偏转角。
2.如权利要求1所述的光偏转元件，其中所述第一光偏转器是棱镜电极。
3.如权利要求2所述的光偏转元件，进一步包括对电极，经由所述波导而面对所述控制电极设置；
其中所述棱镜电极和所述控制电极分别在所述棱镜电极与所述对电极和所述控制电极与所述对电极之间施加电压。
4.如权利要求1所述的光偏转元件，进一步包括第二光子晶体结构，其在所述第一光偏转器的侧向设置，并由具有不同折射率并且被周期性排列的多种物质构造。
5.如权利要求4所述的光偏转元件，其中所述第二光子晶体结构具有与所述第一光子晶体结构的周期性结构不同的周期性结构。
6.如权利要求4所述的光偏转元件，其中所述第二光子晶体结构的至少一部分由铁电材料制成。
7.如权利要求4所述的光偏转元件，其中所述第二光子晶体结构的至少一部分由透明树脂制成。
8.如权利要求1所述的光偏转元件，其中所述第一光子晶体结构的至少一部分由铁电材料制成。
9.如权利要求1所述的光偏转元件，其中所述第一光子晶体结构的至少一部分由透明树脂制成。
10.一种光转换器，包括：
输入光信号的多个输入通道；
多个光偏转元件，其中每个所述光偏转元件是为各个所述输入通道设置的；以及
输出光信号的多个输出通道；
其中每个所述光偏转元件包括：由铁电材料制成的光波导；设置在所述光波导上的第一光偏转器；第二光偏转器，通过在光传播方向上越过所述第一光偏转器而设置在所述第一光偏转器前方，并且具有比所述第一光偏转器的偏转角范围更宽的偏转角范围；
其中所述第二光偏转器设置有：第一光子晶体结构，由具有不同偏转率并且被周期性排列的多种物质构造；以及控制电极，通过调整施加至所述第一光子晶体结构的电压而控制由所述第一光子晶体结构引起的光的有效折射率。
11.如权利要求10所述的光转换器，其中所述第一光偏转器是棱镜电极。
12.如权利要求11所述的光转换器，进一步包括对电极，经由所述波导而面对所述控制电极设置；
其中该棱镜电极和所述控制电极分别在该棱镜电极与所述对电极和所述控制电极与所述对电极之间施加电压。
13.如权利要求10所述的光转换器，进一步包括第二光子晶体结构，在相邻的所述第一光偏转器之间的区域内平行于光传播方向设置，并由被周期性排列的多种物质构造。
14.如权利要求13所述的光转换器，其中所述第二光子晶体结构具有与所述第一光子晶体结构的周期性结构不同的周期性结构。
15.如权利要求13所述的光转换器，其中所述第二光子晶体结构的至少一部分由铁电材料制成。
16.如权利要求13所述的光转换器，其中所述第二光子晶体结构的至少一部分由透明树脂制成。
17.如权利要求10所述的光转换器，其中所述第一光子晶体结构的至少一部分由铁电材料制成。
18.如权利要求10所述的光转换器，其中所述第一光子晶体结构的至少一部分由透明树脂制成。
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