[发明专利]一种基于相变材料的可重构微环光开关

权利要求书

1.一种基于相变材料的可重构微环光开关，包括一根总线光信号的输入输出波导（1）、一根本地光信号的上传下载波导（2）和一个微环谐振器（3），微环谐振器（3）布置于输入输出波导（1）和上传下载波导（2）之间；其特征在于：还包括一根搭载相变材料的混合波导（4）；混合波导（4）包括硅波导（6）和置于硅波导（6）上的相变材料（5），混合波导（4）置于微环谐振器（3）的外侧或者内侧旁且间隔设置，且混合波导（4）布置成与微环谐振器（3）相吻合的弧形段；微环谐振器（3）与输入输出波导（1）、上传下载波导（2）之间发生侧向倏逝波耦合，使微环谐振器（3）内产生光场谐振；微环谐振器（3）与搭载相变材料的混合波导（4）发生侧向倏逝波耦合，调控微环谐振器（3）内的光场谐振；

通过对混合波导（4）中的相变材料（5）施加电压或激光照射而引发的电光效应或热光效应来改变相变材料（5）的状态，进而通过相变材料（5）的状态变化实现对搭载相变材料的混合波导（4）的调控；相变材料（5）的状态改变时，搭载相变材料的混合波导（4）的模式有效折射率改变，通过侧向倏逝波耦合改变微环谐振器（3）内光场的谐振状态，使光场发生谐振或不发生谐振，从而调控某路波长信号的输出端口；

所述的搭载相变材料的混合波导（4）的结构为相变材料（5）沉积在硅波导（6）上，沉积的相变材料（5）截面与硅波导（6）呈轴对称或偏向硅波导（6）截面中心轴的外侧或内侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的可重构微环光开关，其特征在于：所述的输入输出波导（1）、上传下载波导（2）、微环谐振器（3）和混合波导（4）的上包层材料相同，输入输出波导（1）、上传下载波导（2）、微环谐振器（3）和混合波导（4）的下包层材料相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的可重构微环光开关，其特征在于：所述的混合波导（4）的两端设置为锥形结构（8）或弯曲渐变结构（9），这样能减小与微环谐振器（3）耦合时因波导截面突变而产生的反射。

4.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的可重构微环光开关，其特征在于：输入输出波导（1）、上传下载波导（2）不再互相平行并出现波导交叉，在微环谐振器（3）外部的两侧分别放置搭载相变材料的混合波导（4），或在微环谐振器（3）的内外两侧均放置搭载相变材料的混合波导（4）。

5.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的可重构微环光开关，其特征在于：所述的微环谐振器（3）分别与输入输出波导（1）、上传下载波导（2）的耦合结构为直波导耦合（10）、相互同向的弯曲波导耦合（11）或相互反向的弯曲波导耦合（12）；输入输出波导（1）、上传下载波导（2）分别与微环谐振器（3）之间的间距可变，相互同向的弯曲波导耦合（11）/相互反向的弯曲波导耦合（12）结构中弯曲波导与微环谐振器（3）构成同心圆结构或非同心圆结构。

6.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的可重构微环光开关，其特征在于：所述的微环谐振器（3）包含多个微环（13），多个微环（13）沿垂直于输入输出波导（1）和上传下载波导（2）的延伸布置方向在输入输出波导（1）和上传下载波导（2）之间呈纵向级联排列，每个微环一侧均有一根搭载相变材料的混合波导（4）。

7.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的可重构微环光开关，其特征在于：所述的微环谐振器（3）沿平行于输入输出波导（1）和上传下载波导（2）的延伸布置方向在输入输出波导（1）和上传下载波导（2）之间呈横向级联排列，构成光开关阵列（14），每个微环一侧均有一根搭载相变材料的混合波导（4）。