[发明专利]具有弹性波导开关体的光学装置及相关方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学的领域，且更明确地说，涉及光学开关及相关方法。

背景技术

光纤通常用于电信中以用于在短距离及长距离两者上传递数据信号。相对于例如金属线的其它通信媒体，光纤是有利的，这是因为信号以较少损耗沿着光纤行进且其还较不易受电磁干扰影响。光纤还可具有相对高带宽。光纤还可用于其它应用中，例如，举例来说，传感器及激光。

光纤矩阵开关可用于多种网络切换应用，且更明确地说，用于使用光纤的切换应用。此些开关通常是从基本构建块组装，例如(举例来说)可将一输入定向到N个输出中的任一者的1×N开关。

通常，对于特定应用中的光学矩阵开关，可考虑损耗、串扰、反射及切换速度。还可考虑功率消耗。成本及工作循环是在选择光学矩阵开关时可考虑的其它因素。

通常，相对大矩阵开关(M×N)使用基于呈二维(2D)或三维(3D)配置的微机电系统(MEMS)镜的光束偏转或反射光学器件。相对大矩阵开关通常需要3D几何形状。另外，相对大矩阵开关使用自由空间光传播及一种形式的准直光学器件且通常具有因将光重新捕获到光纤波导中的损耗。然而，此类型的矩阵开关可是有利的，这是因为可在不通过任何介入切换元件的情况下将光从任一输入端口定向到任一输出端口，且因此所述光可是固有地无阻挡的。然而，所述矩阵开关通常需要持续电力来操作。

举例来说，颁予哈达(Hatta)等人的第6,873,754号美国专利揭示光学开关。光学开关包含其中具有线性延伸的光学波导的聚合物薄片，及将聚合物薄片保持于其之间的压紧板。所述聚合物薄片具有横切光学波导的凹口，且压紧板在对应于凹口的位置处各自具有开口。

颁予麦克唐纳(MacDonald)的第6,005,993号美国专利揭示光学矩阵开关。所述光学矩阵开关包含相对于另一玻璃块移动以路由光的玻璃块。所述玻璃块经由弹性体折射率匹配元件彼此接触。

发明内容

鉴于前述背景，因此本发明的目标是提供相对低损耗光学开关。

根据本发明的此及其它目标、特征及优点通过光学装置来提供，所述光学装置包含衬底及光学波导，所述光学波导由所述衬底承载且其中具有凹口，所述凹口在所述凹口的相对纵向侧上界定馈送光学波导及纵向光学波导区段。所述光学装置还包含由所述衬底承载且邻近所述凹口与所述馈送光学波导横向对准的横向光学波导区段。所述光学装置进一步包含弹性波导开关体，所述弹性波导开关体经配置以在位于所述凹口内且操作以将光从所述馈送光学波导切换到所述纵向光学波导区段的第一位置与从所述凹口移除且操作以将光从所述馈送光学波导切换到所述横向光学波导区段的第二位置之间移动。因此，所述光学装置以减小的信号损耗在所述馈送光学波导与所述纵向波导区段或所述横向光学波导之间切换光。

一方法方面涉及一种在光学装置内切换光的方法，所述光学装置包括由衬底承载且其中具有凹口的光学波导，所述凹口在所述凹口的相对纵向侧上界定馈送光学波导及纵向光学波导区段。所述光学装置还包含由所述衬底承载且邻近所述凹口与所述馈送光学波导横向对准的横向光学波导区段。所述方法包含使弹性波导开关体在位于所述凹口内且操作以将光从所述馈送光学波导切换到所述纵向光学波导区段的第一位置与从所述凹口移除且操作以将光从所述馈送光学波导切换到所述横向光学波导区段的第二位置之间移动。

附图说明

图1是根据本发明的光学装置的示意图。

图2是图1中的光学装置的一部分的横截面图，其中弹性波导开关体在第二位置中。

图3是图1中的光学装置的一部分的横截面图，其中弹性波导开关体在第一位置中。

图4是根据本发明的另一实施例的弹性波导开关体的经放大横截面图。

图5是根据本发明的光学装置的另一实施例的一部分的横截面图。

图6是根据本发明的具有多个其它凹口及弹性波导开关体的光学装置的示意图。

图7是根据本发明的其中弹性波导开关体在第一位置中的光学装置的另一实施例的一部分的横截面图。

图8是根据本发明的其中弹性波导开关体在第一位置中的光学装置的另一实施例的一部分的横截面图。

图9是根据本发明的其中弹性波导开关体在第一位置中的光学装置的另一实施例的一部分的横截面图。

具体实施方式