TW317607B - - Google Patents

Description

317607 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 ( ) 1 1 本 發 明 係 有 Μ 一 種 光 學 開 鼷 1 包 括 一 偏 光 學 傅 _ 通 道 1 1 該 光 學 傅 _ 通 道 具 有 光 學 傳 幢 媒 介 • 及 包 括 一 儸 配 置 在 1 I 光 學 傅 m 通 埴 m 入 端 Μ 發 送 主 (或， -次） 光 學 信 號 的 光 ^—S 請 1 1 源 9 該 主 光 霣 信 號 進 入 傳 m 通 道 % 並 包 括 一 m 股 在 傳 m 先 閱 1 1 讀 I I 通 道 _ 出 鏞 的 反 射 裝 置 9 主 (或， -次） 光 霣 信 虢 傅 送 至 背 1 I 該 反 射 装 S 並 反 射 囲 傅 輪 通 道 〇 之 注 | 意 I 此 種 光 學 m » 為 巳 知 9 其 Μ 兩 條 光 波導 鑲 工 作 $ 即 9 事 項 1 1 再 1 1 一 條 纖 維 用 於 光 罨 信 虢 的 去 程 * 一 條 纖 維 用 於 光 霣 信 號 填 的 囲 程 0 在 闋 鼷 程 序 中 9 通 常 改 變 一 個 m 當 設 計 之 反 射 寫 本 頁 1 器 的 位 置 » 使 得 反 射 器 將 光 倍 號 從 一 條 繼 維 注 入 各 別 之 1 1 其 它 繼 維 中 9 或 者 中 m 光 信 號 已 存 在 之 縝 合 〇 1 Μ 光 子 經 m 路 或 空 氣 傅 _ 賁 料 及 能 最 巳 今 曰 檯 為 普 1 1 遍 的 技 術 〇 從 油 單 的 紅 外 嬢 遽 控 纆 由 玻 瓖 繼 維 之 感 瀾 器 訂 I 的 光 學 能 量 供 應 Μ 至 光 學 通 訊 技 術 » 都 可 應 用 之 9 一 儸 1 | 讓 取 器 及 一 儷 賁 料 載 Η 間 賁 科 的 雙 向 傅 输 及 能 量 的 間 時 1 1 傅 _ 長 久 Μ 來 巳 為 人 所 知 且 原 則 上 在 技 術 方 面 是 可 行 1 | 的 • 然 而 此 種 技 術 迄 今 未 有 更 廣 泛 的 利 用 〇 I 本 發 明 的 百 的 在 提 供 一 種 覃 石 元 件 型 式 的 光 學 開 Η 以 1 1 供 使 用 * 其 可 較 百 前 更 廣 泛 的 使 用 此 種 技 術 9 尤 其 是 可 1 I 用 在 織 別 系 统 或 晶 片 卡 的 光 學 接 觸 埴 方 面 之 領 域 中 〇 1 1 本 巨 的 鞴 申 讅 * 利 範 _ 第 1 項 的 光 學 颶 醐 而 得 Μ 達 成0 1 1 本 發 明 之 光 學 開 闞 的 特 微 為 * 設 在 傳 m 通 道 m 出 m 的 1 1 反 射 装 置 之 设 計 使 得 進 入 傳 _ 通 道 的 主 光 霣 信 號 被 _ 換 1 1 成 次 m 變 之 光 霣 信 虢 » 該 二 3- 次 光 霣 倍 號 再 回 到 傅 输 通 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） 317607 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (> ) 1 1 道 » 並 傅 送 至 傅 m 通 道 輸 入 m 的 接 收 器 9 該 接 收 器 對 二 1 1 次 調 變 之 光 霣 信 諕 反 應 而 起 動 一 個 電 子 Μ NI 程 序 〇 1 I 本 發 明 的 一 儷 特 別 的 優 貼 為 » 開 鼷 程 序 可 m 唯 一 的 — /—V 請 1 1 條 繼 維 而 逢 行 〇 先 閱 1 讀 1 1 在 本 發 明 的 —* 個 有 利 構 造 中 設 在 傳 输 龜 道 _ 入 m 的 背 1 I 接 收 器 有 僩 光 學 分 雛 裝 置 * 該 分 難 装 置 對 光 m 的 主 光 之 注 1 I 意 I 霣 信 虢 及 反 射 装 置 的 二 次 讕 變 光 電 倍 號 起 不 间 的 反 應 〇 事 項 1 I 再 1 1 此 ft 尤 其 可 投 計 成 使 接 收 器 補 面 連 接 — m 光 電 m 波 器 » 填 該 濉 波 器 基 本 上 只 讓 二 次 調 變 光 霣 倍 號 通 罎 〇 本 頁 衣 1 在 本 發 明 的 一 價 有 利 構 造 中 尤 其 可 投 計 成 在 傳 _ 通 道 1 1 _ 入 钃 的 接 收 器 配 置 —· 僱 電 路 ， 該 電 路 因 對 接 收 器 截 獲 1 I 的 二 次 調 變 光 電 倍 虢 反 應 • 而 發 出 — 個 控 制 倍 號 K 起 動 1 1 訂 1 霣 子 鬩 黼 程 序 0 在 本 發 明 的 一 僩 特 別 有 利 的 形 式 中 » 被 反 射 装 置 反 射 1 I 回 來 的 二 次 倍 m 係 相 對 於 主 光 爾 倍 虢 而 被 脈 衡 調 變 〇 1 1 在 本 發 明 光 學 m Μ 反 射 装 置 的 一 個 檐 械 構 成 之 配 置 中 1 | * 反 射 装 置 可 至 少 具 有 一 價 機 械 式 移 動 之 鏡 子 • 尤 其 是 | 可 攫 動 之 鏞 子 其 中 二 次 光 電 倍 虢 的 讕 變 頻 率 對 應 於 鏡 1 1 子 的 攝 動 頻 寒 〇 在 傅 _ 繾 道 之 _ 出 m 例 如 股 有 一 « 唯 一 1 I 的 可 攝 動 m 子 9 該 鏡 子 在 開 Η 程 序 時 受 到 推 動 9 其 中 光 1 1 1 信 號 回 到 (唯- -的） 鱺 蟾 的 反 射 m 期 性 地 對 應 於 績 子 自 身 1 1 的 特 性 頻 搴 或 鏡 子 的 外 加 頻 率 而 被 讕 變 〇 如 此 可 在 發 送 1 I 供 » 其 例 如 由 一 個 光 二 槿 H 及 一 價 光 霣 晶 讎 構 成 • 輔 繡 1 1 當 的 電 路 而 使 次 侧 (靜態） 的 4- 反 射 光 信 號 由 摄 動 鏡 的 反 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（》） 射之二次光倍號分離出來。因反射光信號的調變部份而 在光電晶Η產生的電交捵信號》後可用來起動一個闋闞 程序。 由於鏡子自身的特性頻寒可利用幾何及材料而以習知 之方式調鳌，故亦可使用多儸鏡子，其各有不间的特性 頻率，且因此瘇生不同的二次調變之光信號，光倍滅可 顧示多種開讕狀戆。逭些倍號可被_入鳙或電子路檯上 的竈當之分鼸濾波器利用竈當的電路彼此分難。»—俪 可讕整反射装置的閜醑裝置，例如旗轉ΜΜ (其在毎一 個開醑位置鄯設有一傾具不同特性頻率的鏡子），而使 某一確定被邐取的鏡子定位在光學傅输繾道的光路中成 由光路脫離。 至少鏡子擓動的激發可利用機械方式，亦可利用霣氣 方式或磁性方式道行。例如可以使一價對磁性敏想的鏡 子遑行由外部磁性交變場強Μ驅動的β期攫動，即不同 於自身之特性頻率，並設定在光學傳輸媒介的光路中。 在本發明之光學閿圔的另一價光學設計中，反射装置 不投鏞子而具有至少一偭光導半導《，該光導半導靄最 好是由一種直接之半導鼸所構成，例如由GaAs, InP,或 其他之二元、三元或四元之直接半導體所構成。Μ波畏 小於或等於耩黻波摄的光照射時，在半導鼸内部產生成 對之電子和電瀰。 在羅閭之電路中，鬣荷載子合併而釋放出波長λ=1.24 /Eg(«·)的光子，其中Eg為半導β的能量閭醱。若使用 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 五、發明説明（4 ) A7 B7 置 装 射 反 為 作Η onff 85二 為導 * 光 波As 射Ga 發價 個一 一 用 使 並 0 射 放 為 作 射 雷0 * 半 的 H 0二 導 光 該 則 it 信 光 的 雛 分 器 波 on當 90應 為的 的 _ 摄入 波_ 值道 峰蠼 出 _ 發傳 時學 射光 照由 在可 畏 波 兩 核 射 B 次 1 使 信 光 次 一 於 置 放0 0 檯 雛二 分導 中光 嫌的 光鳙 之出 «_ 櫃道 二it 導 _ 光傳 次學 二光 由若 光 波输 H傅 極於 二置 導e 光在 具且 生， 產中 中導 H波 檷光 二入 導進 光射 此放 在光 則此 中射 路放 光光 的的 號畏 偵號 所倍 器光 收次 接一 在 植H 二極 導二 光導 被光 再的 ，靖 射出 反_ 上道 «通 離 _ 分傅 靖學 入光 _若 道。 通测 _ _ 路 。光 號的 倍It 示信 顯光 不次Η 一 檯閭 二離 導或 光入 的逭 供而 收_ 接移 則髓 ，極 外二 之導 路光 光侧 的出 出 否 是 看 。査 序 Μ 程， U辱 Μ波 動光 起控 而艦 Η來 極用 二可 導別 光特 的置 «配 收之 接明 S發 可本 樋種 二此 導。 光路 的騰 側動 收自 接可 達是 到鑲 臚此 倍因 何置 任装 有路 沒* 在的 使上，9 跚配 中本 路 線時 現Η Η 極二 射 3 的 。靖 中入 器 _ Κ 道 切通 鳙輸 终傅 於學 用光 使於 地設 利而 有灘 可射 其放 尤為 *作 配 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 作 搡 波 脈 或 Η 闋 畤 間 的 長 有 具 如 作例 /IV -*利 f有 (C為 波較 鑛作 缠搡 Μ 波 可脈 Η Μ 極時 二* 導較 光序 或程 且 \—/ , 閬命 0 長 延 可 此 因 荷 負 的 件 元 送 發 低 降 可 為 因 是 埴 感 敏 不 較 擾 干 對 路* 子* 使 可 而 式 _ 據 依 將 成 達： 之下 的如 目明 及說 點犟 優籣 、式 微· 特。 他中 其例 的旛 明實 發在 本述 描 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇Χ：297公釐） Α7 327β〇7 _ _5Ζ_ 五、發明説明（r) _1為根據本發明第一個實應例之只有一條钃維的光 學W釅。 _2為根據本發明第二價實豳例之只有一條纖雎的光 學W鬮。 3A及·3Β為半導«光導二極臞的接«，Μ脫明Μ 鷗醸放及鼷閉時的物理類理。 在附_所示的實豳例中光學閬圔1具有一傾光學傅輸 鼂瑾2,該傅_通道有一個光學傅_媒介3·此光學傅_ 媒介3只具有一條纖維作為光波導。光學傅_«道2输 入皤4配置布一涸光源5 ,最好是一種半導鱷苗射或半 導«光導二檯鼸，其可«送一次光倍號6 。一次光信號 6進入傅输繾道2中，並傳送至配置在傳输通瑾2之_ 出蟾7的反射装置8 。一次光電倍虢6藉反射裝置8而 轉換成二次讕變之光霣倍號9 ,該二次調變之光電供號 9再回至光學傅输纒道2 ·並纒一個設在傅输通遵2輪 入端4之可使一次光信號6蠼蝤的分難鏞11而傅_至接 收薄10。接收器1〇可如_1的實廳例而具有一僩光導竃 晶鱷12,成如匯2的實嫌例而具有一《光導二槿*13° 在每—情況中•接收器10皆對接收到的二次光倍虢9起 &應 > 而鶼一俪霣子電路（未詳细示出）起動拥矚程序· 例如用於控制其他（未詳緬示出）罨路。 在鼸1所示的第一儸實豳例中，傳輸通道2 _出斕的 反射裝置8具有一價可摄動之鏡子14,該鏡子14在開闥 時受到控制，使得光信號回到钃嫌的反射遘期性地 -7- CNS ) A4^ ( 210X297^ ) " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 农. 訂 經濟部中夬檩準局員工消費合作杜印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（k ) 依鐮鏞子14自身的特性頻幸或鏡子14的外加頻率而被讕 變。如此可在》送側藉竈當的（未样细示出 > 電路而使一 次（靜《)反射光由攝動之績子14的反射光中分離。因反 射光的讕變部份而在光導電晶臞12中豪生的電性交變偖 號於是可被用來起動W鬮程序。鏡子14本身的特性頻率 可利用鏡子的幾何及材料而_整。此外，亦可作成》轉 閭鼷•其在毎一價WM位置鄒設在一價具不同之特性頻 率的鏡子。 鏡子14攝動的澈發可利用镧械方式，但亦可利用爾氣 方式或磁性方式遒行◊例如可以使一個對磁性敏感的鏞 子逢行由外部磁性交變場強黼驅動的親期擓動·瘇不闻 於自身之特性頻幸。 2顧示本發明的第二钃實膽例，其不設鏡^而設一 儒光《二檯《16，該光導二轆《由一種亶接的半導霾， 例如GaAs, InP構成，或其他二元，三元成四元之直接 半導黼所構成。 光導二極艚16的作用方式將根據_3纟及_38所示的接 嬢詳细銳明。 光導二植黼16Μ光照射時，光導《内部產生成對之電 子電满。若二極艚16的曝檯17及Ht極18 W_3B所示因外 部竃路19而短路，則電子電润對20被Pn接合驅21中之内 部«埸所分離，且霣流Ip流《外部霣路。如鼷3A所示_ 開之《路中，因光子而*生的電子爾满對則再合併。在 藺接之半導臞（如Si)中，此處所轉放的齙量將_出至此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂' Α7 Β7 3文7607 五、發明説明（7 ) W (gate)。半導髓最後變热。在直接之半専《*中•如 (UAs,霣子竃薄對合併時能量以光子22的型式_出°_ 外部電路19中之鼷鬭23的闋及鼷，二極« 16可M®定照 射度依雄闋圔頻率而發出光交》倍醵。發出之光子22的 能量只來自一次光倍虢β的被吸收光子。我Π在此JW〇/ 0轉換器（Osoptical)來進行。GaAs依搛隙而具 有一儸的為900η·的發射峰值•即•只有等於或小於900η· 的光才可產生爾子電濟對。若邇揮一領明顏低於900η ( 例如800η·)的光瀟5 ，則兩波畏可蠹無問題地遑行光學 分離，例如藉一値適當的濂波器24,該濾波器24設在接收器 10之前方，且可阻播波長在某一極限值以下的光〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、ST 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 nS Be ' ·_ C8 __Ά 丨 D8_ 第85106370號「光學開關」專利案（部年2月修正） λ申請專利範圍 1. 一種光學開闞，包括：一個光學傳输通道（2),該光學 傅输通道具有光學傳输媒介（3); —個配置在光學傳 轉通道（2)之输入端（4)以發送一次光霣信號（6)的光 源（5),該一次光霣信號（6)進入傳輪通道（2); —個 設在傳輪通道（2)之輪出端（7)的反ίί裝置（8),—次光 電信號（6)傳送至該反射裝置（8)並反射回傳_通道 (2)中，其特徵為：反射装置（8)將一次光霣信號（6) 轉換成二次調變之光電信號（9),該二次調變之光電 信號（9)回到光學傳輪通道（2)中，並傳送至傳檐通道 (2)之输入端（4)的接收器（10),該接收器（10)對二次 調變之光電信號（9)起反應而起動電子開W程序。 2. 如申請專利範圔第1項之光學開W,其中光學傳输通 道（2)的光學傳输媒介（3)是只具有唯一之一條纖維的 光波導。 3. 如申請專利範圃第1項或第2項之光學開翮，其中設 在傳输通道（2)之輸入端（4)的接收器（10)設有光學分 雄装置（11,24),該光學分離裝置（11,24)對光源（5) 的一次光霄信號（6)及反射裝置（8)的二次調變之光電 信號（9)起不同的反應。 4. 如申請專利範圔第3項之光學開閫，其中光學分離裝 置（11,24)具有光電濾波器（24),該漶波（24)基本上 只讓二次調變之光電信號（9)通過。 5. 如申請專利範圃第1項或第2項之光學開關，其中在 傳输通道（2)之输入端（4)的接收器（10)設有一個霣路 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ---------J-裝--------钉------r (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貞工消费合作社印裝 317607 ^ C8 D8 ' 六、申請專利範園 ，該電路因對接收器（10)截獲的二次調變之光電信號 (9)起反應，而導出一個控制信號Μ起動電子開W程 序° 6. 如申請專利範園第1項之光學開«，其中被反射装置 (8>反射回的二次信號（9)相對於一次光霣信號（6)而 被脈衡調變。 7. 如申^請專利範面第1項或第6項之光學開醑，其中反 射装置U)至少具有一傾櫬械式移動之鏡子（14),尤 其是可振動之鏡子（14),且二次光電信號（9)的調變 頻率等於鏡子（14)的摄動頻率。 8. 如申請專利範圃第7項之光學開醑，其中鏡子（14)的 振動頻率基本上是鏡子的共振頻率。 9. 如申請專利範圍第7項之光學開闢，其中鏡子（14)的 振動頻率是不同於鏡子共振頻率的一個外加頻率。 10. 如申謫専利範圃第7項之光學開關，其中篇[子移動或 振動的激發之驅動或控制可利用櫬械方式，亦可利用 電氣方式或磁性方式進行。 11. 如申請專利範0第7項之光學開鬭，其中反射裝置（8 )具有多個具不同共振頻率的鏡子，藉一個用於調整 反射裝置（8)的開鼷裝置可使一届被選取的鏡子定位 在光學傳输通道（2)的光路中或由此光路脫離。 12. 如申讅專利範面第1項之光學開闞，其中反射裝置（8 )至少具有一傾光導半導體（16),該光導半導體（16) 在以一次光霄信號（6)照射之後，由於霣子電洞對的 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 'i. 訂 7 ο β 7 r2 3 ABCD 々、申請專利範圍 產生及合併而發出二次調變之光霣信號（9),該二次調 變之光電信號尤其具不同於一次光罨信號（6)的發射 波長。 13. 如申請專利範圍第12項之光學開W,其中至少有一光 導半導體（16)可藉開關裝置而放置於光學傳输通道（2 )的光路中或由此光路脫離。 14. 如申請専利範困第1項之光學開M,其中反射裝置（8 )具有多個光導半導S,其各具不同的發射波長。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）