[发明专利]一种光开关芯片及其控制方法、光开关矩阵

说明书

本申请实施例公开了一种光开关芯片及其控制方法、光开关矩阵，涉及光电技术领域，能够保证光开关芯片的开关响应速度。光开关芯片包括：第一器件层和第二器件层，所述第一器件层包括：第一转轨波导与第二总线波导，所述第二器件层包括：第二转轨波导与第一总线波导；其中，所述第一总线波导的延伸方向和第二总线波导的延伸方向垂直；所述第一转轨波导的第一端的延伸方向与所述第二总线波导的延伸方向垂直；所述第二转轨波导的第一端的延伸方向与所述第一总线波导的延伸方向垂直；所述第一转轨波导的第二端的延伸方向与所述第二总线波导的延伸方向成第一夹角；所述第二转轨波导的第二端的延伸方向与所述第一总线波导的延伸方向成第二夹角。

技术领域

本申请涉及光电技术领域，尤其涉及一种光开关芯片及其控制方法、光开关矩阵。

背景技术

光通信网络通常由起路由器作用的光开关矩阵连接光纤构建。现有技术中，光开关矩阵包含若干矩阵分布的光开关芯片。参照图1所示，光开关芯片包括总线光波导DG(buswaveguide)和转轨波导UG，其中转轨波导UG位于总线光波导DG上方。总线光波导DG包括纵向的总线光波导DG1和横向的总线光波导DG2，两者纵横交叉，纵向的总线光波导DG1和横向的总线光波导DG2分别设置在上下两个波导平面并且两个波导平面的距离能够保证纵向的总线光波导DG1和横向的总线光波导DG2在交叉处对光信号引入损耗。转轨波导UG形成90°的转向，其中转轨波导UG的一端与纵向的总线光波导DG1平行，转轨波导UG的另一端与横向的总线光波导DG2平行。

参照图2a所示，在平行的两个光波导中，令信号光从第一光波导G1的输入端口输入，当两个光波导相距较远的时候，信号光被第一光波导G1完全限制，因而不受第二光波导G2的任何影响，此时信号光从第一光波导G1的输出端口输出；参照图2b所示，当两个光波导的距离逐渐减小时，第二光波导G2对信号光的影响会越来越强，最后导致信号光被全部耦合到第二光波导G2中，此时，信号光从第二光波导G2的输出端口输出。

因此，当在光开关芯片不加电的时候，转轨波导UG对下层的总线光波导DG不形成任何影响，光开关芯片处于“直通态”；在加电的时候，上下层的波导之间产生电势差，这样由于“静电吸引力”的作用，上层的转轨波导UG的两臂被拉下来(其中90°转弯的部分是固定，不会上下移动)。此时，若信号光从横向的总线光波导输入，则横向的总线光波导中的光信号就会耦合到上层的转轨波导UG中，经过90°转向后，再耦合到纵向的总线光波导，这样光开关芯片就处于

“交叉态”。但是如图1所示，现有技术提供的方案中共需要三个波导平面实现即纵向的总线光波导DG1、横向的总线光波导DG2以及转轨波导UG分别位于不同的波导平面。这样的方案工艺复杂度较高，此外，如图1所示，由于纵向的总线光波导DG1和横向的总线光波导DG2分别设置在上下两个波导平面，因此从位于最高的波导平面上的转轨波导UG到最低平面上的横向的总线光波导DG2需要运动的距离大于转轨波导UG到纵向的总线光波导DG1需要运动的距离，转轨波导UG到纵向的总线光波导DG1需要运动的距离小于两者所在波导平面之间的距离，而转轨波导UG到最低平面上的横向的总线光波导DG2需要运动的距离小于两者所在波导平面之间的距离但是大于转轨波导UG到纵向的总线光波导DG1两者所在波导平面之间的距离，因此这种设计不利于光开关芯片的开关响应速度。

发明内容

本申请的实施例提供光学芯片及其控制方法、光开关矩阵，解决了光开关芯片的开关响应速度慢的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：