专利名称：有机聚合物全内反射型热光光波导开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光波导开关。
背景技术：
采用有机聚合物的热光效应制作的数字型光波导开关(Digital OpticalSwitchDOS)是一种实用光开关，它具有与光波波长无关性、对开关功率有很大的冗余范围等特点。这种开关常见结构是Y分支型的1×2光开关，要构成2×2光波导开关需要复杂的结构，即便是构成光实时延时网络中对阻塞特性无要求的2×2光波导开关，也需要两个1×2光波导开关级连，仍不能很好地满足光实时延时网络的要求。对由衬底、下限制层、波导层、上限制层和加热电极构成的2×2对称的普通X结有机聚合物热光光波导开关，其开关性能也较差。
发明内容
鉴于上述情况，本实用新型的目的是提供一种利用有机聚合物的热光效应和采用全内反射型无阻塞的2×2热光光波导开关。
本实用新型的目的是通过下述措施实现的包括2×2对称的有机聚合物X形波导，特征是在有机聚合物波导构成X结的交叉区设置光自由传输扩展区，用“牛角”波导与单模波导连接。
所述光自由传输扩展区是由展宽的“牛角”波导和一对对称的三角形扩展区构成。
本实用新型由于设置了光自由传输扩展区结构的X结，可在有机聚合物材料上方便地实现了无阻塞、低损耗、高性能的2×2热光光波导开关，这为有机聚合物提供了一种制作大规模的N×N热光光波导开关列阵的途径。
图1是本实用新型的结构示意图图2是图1的A-A’剖视结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2，本实用新型是以有机聚合物——聚酰亚胺材料制作无阻塞的2×2热光光波导开关。它是由输入/输出端的单模波导1、弯曲波导2、单模波导3、和光自由传输扩展区，用“牛角”波导与上述波导依次连接成X结及加热电极4构成。光自由传输扩展区由展宽的“牛角”波导5和一对对称的三角形扩展区6连成一体组成。在光束从单模波导3进入光自由传输扩展区时先被近乎无损地展宽，在未接通加热电极4时，光束穿过光自由传输区扩展后，以极小的衍射损耗重新进入另一侧的单模波导3输出；当接通加热电极4后导致折射率下降而产生全内反射，使光束沿一弧形光路被反射出去，并同样以极小的衍射损耗进入同侧的另一支单模波导3输出。加热电极4置于X结中心的对称轴上面的上限制层9上。
本实用新型的制作方法很多，只要采用通常制作半导体器件的工艺过程及条件就可制成。如选取的波导和结构参数为下限制层8的厚度为10μm，波导层10厚度为7μm，上限制层9的厚度为10μm，单模波导芯区为7×7μm，波导层与限制层的折射率差在0.004-0.008之间；X结波导交叉角θ为6°，交叉区展宽的“牛角”波导的宽度为30μm，三角形扩展区6横向宽度20μm，纵向宽度为1000μm，“牛角”波导和三角形扩展区采用同波导层一样的材料；两输入/输出端单模波导1间隔为250μm，此时的弯曲波导2曲率半径R取值为8000μm；加热电极4为金，其宽度为12μm，厚度为0.2μm。例如以硅做衬底7，用聚酰亚胺(Uitradel9020)采用旋转均膜工艺先制作厚度为10μm的下限制层8，固化后再用聚酰亚胺(Ultradel9120)制备厚度为7μm波导层10，固化后采用反应离子刻蚀(RIE)工艺制作波导芯区，再用聚酰亚胺(Ultradel9020)旋转均膜上厚度为10μm的上限制层9，固化后用沉积—光刻—湿法在上限制层9上刻蚀制作金加热电极4。
权利要求1.一种有机聚合物全内反射型热光光波导开关，包括2×2对称的有机聚合物X形波导，其特征在于在有机聚合物波导构成X结的交叉区设置光自由传输扩展区，用“牛角”波导[5]与单模波导[3]连接。
2.根据权利要求1所述的有机聚合物全内反射型热光光波导开关，其特征在于所述光自由传输扩展区是由“牛角”波导[5]和一对对称的三角形扩展区[6]构成。
专利摘要一种采用有机聚合物全内反射型热光光波导开关,包括2×2对称的有机聚合物X形波导,是在有机聚合物波导构成X结的交叉区设置光自由传输扩展区,用“牛角”波导与单模波导连接。本实用新型用有机聚合物方便地制成了无阻塞、低损耗、高性能的2×2热光光波导开关,这为有机聚合物提供了一种制作大规模的N×N热光光波导开关列阵的途径。
文档编号H04Q3/52GK2510888SQ0127431
公开日2002年9月11日 申请日期2001年12月17日 优先权日2001年12月17日
发明者杨建义, 江晓清, 李锡华, 王明华 申请人:浙江大学