基于y分支的热光数字光开关和非均匀加热的可变光学衰减器的制作方法

专利名称：基于y分支的热光数字光开关和非均匀加热的可变光学衰减器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术。更具体而言，本发明涉及在本领域称为“Y分支数字光开关”的1×2热光数字光开关和可变光学衰减器。
背景技术：
数字光空间开关(DOS)为本领域所熟知。一类这样的开关是称为“Y分支数字光开关(Y分支DOS)”的1×2数字光开关，其中，通过引起一个或两个输出分支的折射率变化，使输入到Y的“基路(base)”或干路中的光引导通过一个或另一个输出分支。还可将该开关反向操作，从而，能够选择Y的一个或另一“上分支”作为输入信道，将Y的基路作为输出信道。Y分支作为光路的基本模块，并可单独使用，或通过多种组合构成更复杂的切换和耦合设备。
主要由于其对于关键参数(例如，所施加电功率，偏振，波长，温度)变化以及在很大程度上甚至对设备几何变化所显示出的稳定性，Y分支DOS已获得广泛的商业认可。一般而言，将Y分支DOS设计成两个波导分支相交以便限定在分支的交点处具有非常小角度的Y形结构。波导结构的组成可包括多种材料，如铌酸锂，半导体，石英或聚合物。Y分支DOS通过使沿其中一个输出波导的光传播方向绝热变化(即，慢变化，与急剧变化相反)来执行其切换功能。
具体而言，通过使一个波导分支相对另一分支发生折射率变化，在Y分支DOS中实现切换。通过例如对所述结构的所选部分施加电压和/或电流，可引起折射率改变。在Y分支DOS的特性中，特别重要的是其对所施加电压或电流的阶梯状响应，这使得尽管所施加电压或电流增至超出切换阈值，光也会保持在更高折射率的分支中。当Y分支DOS在切换阈值之上工作时，偏振和波长的变化并不显著影响Y分支DOS的切换能力。
对于设计者而言，现有技术的Y分支的一个持久性问题是覆盖面积(footprint)。为了对传到所选单个输出信道中的光波实现能量绝热传递，本领域称之为绝热模式传递(AMT)，对于在波导中为基本折射率的大约0.5％的石英光纤级折射率差异，必须保持两个输出分支的间隔不超过传播信号波长的约30倍。对于1.5微米辐射，这意味着直至能量转移完成为止，都必须保持两个分支之间的间隔为45微米量级或更小。这一要求反过来需要0.1至0.3度量级的非常小的顶角，且器件长度高达30mm。这种器件的可控制造非常困难且易于发生误差。此外，这种器件的较大覆盖面积极大地限制了其在集成光路中的应用。
Okayama等人在J.Lightwave Tech.11(2)，379-387(1983)中提出了解决这些问题的一种方法，其中提供一种两角度成形Y分支DOS，其中输出波导最初发散大约2°的角度，然后弯曲成大约0.3°的更小的外推发散角。
本领域中已知有多种使折射率发生所需改变的方法。这些方法涉及电光效应、压力光效应以及热光效应。在本领域中熟知的一种典型的Y分支热光DOS中，“Y”的两个上分支设有加热装置，该加热装置通常为沉积在其上面的一金属薄层，该加热装置在受到激励时，使相应分支的折射率发生偏移，从而使输入“Y”基路中的功率耦合到一个或其他分支中。通过开启对一个分支的加热，并关闭对另一分支的加热，可实现对入射光信号的切换。
聚合物和玻璃Y分支都是公知的。由于聚合物的折射率具有大得多的温度依赖性，在热光数字光开关中时优选使用聚合物。
Hida等人在IEEE Photonics Technology Letters 5(7)，782-784(1997)中，披露了聚合物2×2热光开关，其由两个耦合的由氘代和氟代-氘代甲基丙烯酸酯聚合物制成的Y分支组成。制造方法包括在硅基片上旋涂聚合物溶液，随后通过传统的光刻形成Y形部分，随后通过活性离子蚀刻形成芯脊。通过电子束蒸发和湿蚀刻在上部Y分支上形成铬薄膜条加热器。臂的间隔为250微米。Cr加热器条为5mm长和50微米宽。
Eldada等人在Proc.SPIE，vol.3950，78-89页(2000)中，披露了一种由聚合物材料制成的1×2光开关，其Y分支对于小于2°的顶角而言，表现出0.1dB的插入损耗。其中披露了在实施时使用卤代丙烯酸酯的直接光刻制造方法，可使部件的外形锐利，并且甚至于可去除相对较小角度Y分支的顶点处的残余物。
Lackritz等人在美国专利6,236,774B1中披露了一种采用在Tg之上工作的交联聚合物波导的热光开关。披露了设置在聚合物光波导表面上形状大致为矩形的金属加热器，所述矩形加热器的长边设置成与波导中的传播方向成一微小角度。将所述加热器设置成与加热器整个表面上的波导材料均匀热接触。其披露了聚合物波导材料的温度，从而折射率，将取决于其中任何一点距加热器的距离，与远离加热器的区域相比，最靠近加热器的区域经受更大温度。
He等人在美国专利6,526,193B1中披露了具有弯曲输出波导的Y分支数字光开关中的电光效应，其中弯曲的输出波导具有弯曲的电极，提供一种与采用发散直线波导部分的在先技术可获得的装置相比更短的装置。输出波导的弯曲性使发散角可连续地增大。
Lee等人在美国专利5,623,566中描述了硅光分支中的热致光导。其图2中披露了由于向其施加局部加热而在所采用的各种光学材料中引起的温度分布。
Moosburger等人在Proc.21st Eur.Conf.on Opt.Comm，1063-1067页(1995)中披露了由具有大约9微米的芯的石英包层聚合物波导制成的具有0.12°角度的、“近似完美”顶点的Y分支。Y的上分支涂有Ti薄膜加热器。用大约180mW的加热器功率，在输出分支之间实现27dB的串扰抑制。Moosburger给出了钝化顶点引起损耗并减少输出波导之间的串扰抑制的文字教导。
Diemeer在Optical Materials 9，192-200(1998)中，通过比较聚合物与石英热光数字光开关，提供一种对热传递和热光切换的物理方面的详尽的分析。广义而言对于聚合物，具体来说对于聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯，表明切换功率处于50-100mW的范围内，并且要获得大约0.001的最小折射率差异，波导芯中的温升必须为大约10℃。
发明概述本发明提供一种Y分支形式的1×2平面光波导信号分裂器，该Y分支包括一个主干和两个与其相结合的Y分支，形成顶点，所述分支彼此是发散的，每一所述的分支具有一表面，至少一个所述分支设有加热装置，所述加热装置相对于所述的至少一个所述分支设置，使得在激励所述加热装置时，空间不均匀的热通量将入射到所述的至少一个所述分支上。
本发明中还提供一种实现光开关功能的方法，该方法包括(a)在传播光信号的传播路径中设置一个Y分支形式的1×2平面光波导信号分裂器，该Y分支包括一个主干和两个与其相结合的分支，形成顶点，所述分支彼此是发散的，至少一个所述分支设有加热装置，所述加热装置相对于所述的至少一个所述分支设置，使得在激励所述加热装置时，空间不均匀的热通量将入射到所述的至少一个所述分支上；(b)为所述加热装置提供能量，在所述的至少一个所述分支的表面上施加空间不均匀的热通量，以便使所述的至少一个所述分支的温度升高且其升高量足以使两个所述分支中传播光信号的相对强度发生改变。
附图简述

图1a-1c示出适合于实现本发明的Y分支的部分(并非全部)设计。
图2a和2b分别示意地表示现有技术的Y分支的众多可能实施方式中的一种以及本发明Y分支的多种可能实施方式中的一种。
图3a和3b分别示意地表示现有技术的112Y分支8×8光切换装置以及本发明的112Y分支8×8光切换装置。
图4a和4b表示本发明的多种可能实施方案中的两个，其中加热器具有大致均匀的横截面。
图5a和5b表示本发明最优选实施方案中众多可能特定实施方式中的两种，其中加热器具有非均匀横截面，并且加热器沿分支的外边缘设置。
图6为数字光开关特性曲线图。
发明详述现有技术的教导明显地表明，采用通过向平面光波导的表面施加必须空间均匀的热通量而实现切换的热光效应，所施加的热导致波导的温度升高，因而引起折射率改变，从而使Y的两个分支中传播的光信号的相对强度发生改变。具体而言，如现有技术中所教导的，当超过某一温度阈值时，被加热分支中折射率的改变足以使光信号基本上完全转移到一个或另一分支中。在本发明实施过程中，当本发明的Y分支处于数字切换模式时，两个分支之间的串扰抑制至少为15dB，优选至少为20dB，最优选至少为25dB。
在施加加热时，哪个分支“开启”哪个分支“关闭”，取决于热光系数dn/dT。在无机玻璃的情形中，特别是在石英的情形中，dn/dT为正，从而在石英Y分支中加热导致传播信号被切换到被加热的分支中。有机聚合物显示出负的dn/dT，从而在聚合物Y分支中加热时，导致传播信号被切换到未加热的分支中。
现有技术中，已知对于有机聚合物而言，dn/dT的绝对幅值超过无机玻璃大约1个量级。为此，热光开关中最优选有机聚合物。本发明的描述涉及优选的有机聚合物实施例。不过，由诸如半导体和无机玻璃，特别是石英等无机材料制成的Y分支也包含在本发明的范围之内。本领域技术人员可知，对于由无机材料制造的Y分支的讨论是相同的，谨记dn/dT的符号和幅值是不同的。
为了简单，此处的讨论将涉及光信号在根据本发明的Y的底部输入，然后被切换到Y的上部中的一个或另一分支中的本发明实施方案，所述上分支作为可选的输出分支。本领域技术人员可知，可颠倒光信号的传播方向，而不改变本发明的主要方面，即，使用空间不均匀的加热分布实现发生切换所必要的温度改变。
在颠倒传播方向的实施方案中，光输入Y的一个或另一上分支中，并且采用此处所述的热光效应，确定Y的哪个分支允许输入信号传播到Y底部的输出干中。
本发明还包括以下实施方案，其中两个输出分支都没有被充分地加热到使入射光功率完全地被切换到一个或另一输出分支中，但却实现了连续可变的中间状态，其中两个分支中传播的光功率的比值可在“通”与“断”极端之间连续地改变，从而并非提供一种数字光开关，而是提供一种可变光学衰减器。
本发明同样可应用于多种不同设计的Y分支。适当的Y分支设计包括但不局限于如图1a中所示，具有从角度为α的明确限定的顶角以固定角度发散的直线状输出波导的Y分支；如图1b中所示具有向外弯曲的输出分支的Y分支；图1c中所示的具有钝化顶角的Y分支，其中输出波导最初在第一直线部分中以角度β从顶点发散，然后发生轻微的弯曲，弯曲可以如图所示仅发生在内侧边缘上，或者发生内侧和外侧边缘两者上，形成第二直线状部分，从而使输出波导的第二直线状部分发散更小角度γ。在优选实施方案中，α为0.05-0.4，优选0.1-0.2°，β为0.2-4.0，优选为0.4-1.0°，γ为0.05-0.4，优选为0.1-0.2°。在另一实施方案中，可将输出波导弯曲，在一个实施方案中发散角度随着距顶点的距离基本上成对数地减小。在图1c中所示的Y分支的一个限定实施方案中，β可以为180°。
可按照本领域中公知的任何一种工艺来制备适于实现本发明的Y分支。特别有益的是用于适当透明光阻聚合物(photoresistivepolymer)的直接光刻工艺，如L.Eldada在Opt.Eng.40，1165(2001)中所描述的。由于利用光阻聚合物本身来形成波导，所以不象本领域其他工艺中那样需要活性离子蚀刻步骤。已知活性离子蚀刻会在波导壁中产生条纹，导致散射损耗和偏振依赖性损耗(PDL)加重。通过采用直接光刻，可使散射损耗和PDL最小。根据Eldada教导的工艺所得到的波导是可减小传播信号中散射损耗和PDL的梯度折射率聚合物波导。
本发明人认定，当在根据本发明的一个或另一输出分支的表面上施加空间不均匀热通量时，与根据现有技术的教导所能实现的相比，可在更短距离上实现AMT。图2a中表示出代表典型实践的现有技术的一个实施方案，其中打算在1.55微米入射光下使用的Y分支受到空间均匀加热以实现切换。对于足以实现完全AMT的长度，为了保持分支间的必要间隔小于45微米，对于输出分支要求加热长度为大约13mm。相反，根据本发明，输出分支的加热长度可以处于1-3mm这样小的范围内。可由此获得多个重要的优点。一个优点是减小覆盖面积，如图2和3中所示。
图2a表示现有技术中一种典型的Y分支。仅加热器长度即为13mm。图2b中所示的本发明短得多的Y分支仅具有2.2mm的加热器长度。图3实际说明了由更短覆盖面积获得的改善。图3a表示利用现有技术Y分支的112开关8×8开关阵列的设计。图3b表示相同结构，但利用本发明的Y分支，其覆盖面积为现有技术Y分支大小的一半。
本发明的另一优点是，由于可使加热长度更短，可使顶角为10-15°这样大，大约为现有技术中教导的角度的10倍。在制造根据现有技术教导的Y分支时，通常在顶点处产生未蚀刻的材料，而这会大大加重所传播信号中的PDL。如Mossburger等人在前面的引用中所强调的，具有“完美的”顶点对于性能至关重要。通过具有本发明的更大顶角，伴随着PDL减小，更易于清晰地限定顶点并控制形状。
本发明的一个特别意想不到的方面在于，与Moosburger的教导相反，如图1c中所示的钝化顶点可导致PDL减小，但没有显著的光损耗。
本领域技术人员可知，选择的加热分布将取决于多种因素，包括制造波导的材料的具体选择，波导的结构，加热器与芯之间是否存在中间包覆层，传播信号的波长，所需要的切换速度，是否需要将该装置部分地或专用地用作可变光学衰减器，等等。
在本发明实施过程中，希望加热分布是波导表面上被加热位置的平滑可变函数。必须避免热通量突然中断，以便防止波导中折射率的突然改变，而折射率突然改变会导致模式匹配损耗。
在本发明实施过程中，在特征为dn/dT处于-2至-5×10-4/℃范围内的聚合物中，发现10至50mW的功率值可有效地引起切换。这种聚合物的例子包括但不限于聚丙烯酸酯、聚氟代丙烯酸酯和聚氯代丙烯酸酯。发现对于特征为dn/dT的绝对值为-0.5至-2×10-4/℃以下的聚合物，30-150mW的功率值是有效的。这种聚合物的例子包括但不限于聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯。在本发明的一个典型的实施方案中，整个波导由相同的聚合物体系制成。
在本发明实施过程中，芯中的温升可为10至100℃。高温通常处于狭窄的局部，可有利地使用具有相对较窄“颈部”区域的加热器来实现。正如本领域技术人员所知，金属导线中的电阻与横截面面积成反比地增大。从而，对于输入加热器的给定功率，窄横截面中的局部受热将最高。
可由如本领域中熟知的任何常规的加热装置来实施本发明。这些加热方式可包括电感加热，辐射加热以及电阻加热。从简化实施的观点出发，优选电阻加热。可按照本领域中熟知的方法实现电阻加热。在一种方法中，使用掩模将薄金属条溅射到波导上，制备成所需的加热器形状。当加热器未设置在输出分支整个长度上的表面上时，将其设置在芯片上在其下面没有芯的包层部分的顶部。
或者，可通过蒸发或任何其他金属沉积工艺来形成加热器。
根据本发明适于电阻加热的金属包括但不限于铬、钛、铝、镍、金、铂。优选铬、钛、镍和金。通过在波导表面上任何方便的位置处施加可变横截面面积的薄膜加热条，可实现根据本发明的空间不均匀加热。
本发明对于可实现空间不均匀加热的方式没有特定的限制。在本发明的一个实施方案中，有利地通过采用均匀设计的加热装置实现空间不均匀加热，该加热装置相对于波导按照这样一种方式设置，即导致在波导表面上施加不均匀的热通量。该实施例的直观图为图4中所示的结构。本领域技术人员可以想到具有相同通性的许多其他实施方式。这些实施方式包括但不限于具有弯曲波导的矩形加热器、具有直线波导的矩形加热器、具有直线波导的弯曲加热器以及具有直线波导的弯曲或矩形加热器，其中将所述Y分支的顶点钝化。
图4表示本发明的一个实施方案，在其设计中输出波导是弯曲的，加热器是均匀的，并且输送到波导表面的热通量是加热器到波导表面的距离的平滑连续函数。在此情形中，最大加热量出现在离顶点最远的点处。图中描述了两种稍微不同的实施方案，差别在于加热器的形状稍稍不同。
本领域技术人员可知，在实施本发明时，图1a-1c中所示的任何Y分支设计以及上面所述的其他Y分支，都可以取代图4a和4b中所示的Y分支，而效果没有损失。
在本发明的一个优选实施方案中，将横截面面积不恒定的加热器沿输出波导的长度设置。在该实施方案中，利用在加热器的具有更小横截面面积的部分中实现的更高温度，在波导表面上施加不均匀的热通量。在一个更优选的实施方案中，加热器为蝴蝶领结形，其中在每一端处矩形部分在其更长尺寸方向上变长成为三角形部分，两个三角形部分在其截头顶点处连接。在该实施方案中，沿加热器的长边方向，随着横截面面积的缩小，入射在波导表面上的热通量连续增大，直至其在最窄的点处达到峰值为止，然后沿波导的长边方向，随着距最窄点距离的增大，热通量连续地减小。在最优选的实施方案中，加热器的最窄部分靠近顶点设置，从而使顶点区域经受最高温度。由于其中所实现的效果的连续性，本领域技术人员可知，加热器上最窄的点与最接近顶点的点之间的小位置偏离对于本发明的实施将具有极小影响。
图5a和5b中表示最优选的实施方案，其中两个稍稍不同的蝴蝶领结设计沿直线输出波导设置，其中所示的Y分支为图1c中的Y分支，其中角度β为0.2-4.0°，优选0.4-1.0°。
本领域技术人员可以想到，另一实施方案同时涵盖加热器与波导的空间分隔以及不均匀横截面的加热器。根据本发明，为了实施本发明，不限于可能的加热器设计，加热器相对于波导的设置方式数量，或者彼此的结合。
本领域技术人员还可以想到，通过沿输出分支的长度方向采用多个单独的均匀加热器，并且至少两个所述加热器被加热到不同的温度，可实现本发明所要求的加热分布。不过，由于布线的多样性以及在实施时可能需要控制器，不太优选这一实施方案。
根据本发明，加热器的设置对于本发明的操作性可具有显著的影响。如果加热器设置在输出分支的顶面上，则将非常靠近另一输出分支，在不打算加热的该输出分支中，极易于发生某一不希望程度的加热。因此，极其希望来自加热器的热通量被引导到相应分支的外部边缘，以便将尽可能多的绝缘波导放置在加热表面与相邻波导之间。从而，加热器的横向定位是一个重要的考虑因素。
本发明的Y分支不仅可有利地作为数字光空间开关，而且还可以作为可变光学衰减器(VOA)。这可以通过将输出分支加热到实现切换的阈值温度以下的温度来实现。在根据本发明的VOA的操作过程中，通过连续地改变输入的热量，连续地改变能量从一个分支到另一分支的转移程度，直到几乎所有光功率都被转移到一个输出波导，此后，进一步加热不会对数字切换区产生任何影响。当将Y分支作为VOA进行操作时，加热第一臂以实现直至3dB或50％的衰减(在聚合物中，所述第一臂不是输出臂)，且加热第二臂以实现3dB以上的衰减(在聚合物中，所述第二臂是输出臂)。然后，对热量进行小的调整，以改变在两个分支中的相对传播强度。
实施例实施例1在本实施例中，使用了以下术语
通过将94重量％的乙氧基化全氟聚醚二丙烯酸酯(MW 1100)，4重量％的二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯和2重量％的Darocur 1173(可从Ciba-Geigy获得的光引发剂)混合，制备成标为B3的组合物。
通过将98重量％的乙氧基化全氟聚醚二丙烯酸酯(MW 1100)和2重量％的Darocur 1173混合，制备成标为BF3的组合物。
通过将91重量％的乙氧基化全氟聚醚二丙烯酸酯(MW 1100)，6.5重量％的二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯，2重量％的Darocur 1173和0.5重量％的Darocur 4265(可从Ciba-Geigy获得的不同的光引发剂)混合，制备成标为C3的组合物。
以下制造过程执行两次，一次使用标为P03的掩模，一次使用标为P05的掩模(每个掩模的结构参见图2)。
使用KOH清洗6英寸的氧化硅晶片(基片)，然后使用(3-丙烯酰氧丙基)三氯硅甲烷(Gelest)进行处理。使用负色调光敏单体采用以下方式在晶片上形成聚合物波导在晶片上沉积2ml的BF3组合物，然后晶片在CEE-100旋涂机(Brewer Scientific)上以1000rpm旋转13秒，形成10μm厚的BF3下包层。使用来自1000W水银电弧灯的350nm UV光(Hg-i线)，在氮气中以及0.02托的气压下，对这样制备的涂层进行固化。以相似方式沉积C3芯层，并在其中通过使来自1000W水银电弧灯的350nm UV光通过暗场光掩模照射，然后使用乙酸乙酯(HPLC级，Fisher Scientific公司)显影未曝光区，构图7μm×7μm横截面Y分支波导。在这样制备的Y分支中，如图2b示意性所示，各分支的最初发散角为0.6°；在加热器末端的分支分离45微米处，将分支向外弯曲成1.5°角。在构图后的晶片上设置3ml的B3组合物，并在CEE-100上以700rpm旋涂14秒，形成17微米厚的B3上包层。使用来自1000W水银电弧灯的Hg-i线，在氮气中以及大气压下，对这样制备的涂层进行固化。
通过在聚合物涂覆的晶片上溅射沉积Cr和Au的连续层(厚度分别为10/200纳米)，形成具有210nm过量厚度的两层加热器叠层，从而构成加热器。使用正型光刻胶(可从Shipley获得的1808Type)和亮场光掩模继以酸蚀刻将所述加热器叠层光刻构图，形成加热器以及互连线/线焊垫的基底。在加热器叠层的顶部溅射沉积Ti/Au的电镀基底，并通过旋涂在其上覆以正型光刻胶(Shipley SJR5740)。暗场光掩模的UV曝光将互连和线焊垫基底曝光。然后，进行镀金。最后，显影所述正型光刻胶，并对所述电镀基底进行酸蚀刻，制成具有基于热光Y分支的可变光学衰减器(VOA)的芯片的晶片。
将每个晶片P03和P05进行切割。P03芯片为20mm长，P05芯片为11mm长。每个这样制备的Y分支热光设备的一个样品作为VOA进行评价。P03器件具有如下性能特性在最小衰减时插入损耗＝1.0dB，在15dB衰减时偏振相关损耗(PDL)＝0.5dB。P05器件具有如下性能特性在最小衰减时插入损耗＝0.65dB，在15dB衰减时偏振相关损耗(PDL)＝0.2dB。
实施例2第二Y分支试样的制备方式与实施例1相同，并根据以下规程对其进行评价测量以2步骤实现1.将1.55微米波长的光从玻璃光纤耦合入Y分支干路中，并在穿过器件后将光耦合到“右”分支输出处的玻璃光纤，将其发送到光探测器。对左分支加热器施加电功率，并使电功率从50mW到0mW连续变化，然后，对右加热器施加电功率，并使之从0mW到50mW连续变化。在图6中，以蓝线表示出在光探测器处测得的光功率衰减。
2.光如上段中那样入射，但将其耦合到“左”分支输出处的光探测器。对右加热器施加电功率，并使电功率从50mW到0mW连续变化，然后，对左加热器施加电功率，并使之从0mW到50mW连续变化。在图6中，以绿线表示出在光探测器处测得的光功率衰减。
权利要求
1.一种Y分支形式的1×2平面光波导信号分裂器，该Y分支包括一个主干和两个与其相结合的分支，形成顶点，所述分支彼此是发散的，每一个所述的分支具有一表面，至少一个所述分支设有加热装置，所述加热装置相对于所述的至少一个所述分支设置，使得在激励所述加热装置时，空间不均匀的热通量将入射到所述的至少一个所述分支上。
2.权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器，其中每一个所述分支还包括外边缘，所述空间不均匀的热通量主要入射到所述的至少一个所述分支的所述外边缘上。
3.权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述顶点的特征在于角度为0.05-4°。
4.权利要求3的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述顶点的特征在于角度为0.4-1°。
5.权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述加热装置具有均匀的横截面。
6.权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述加热装置具有不均匀的横截面。
7.权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器，还包括聚合物芯。
8.权利要求7的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述聚合物芯包括选自由聚丙烯酸酯、聚氟代丙烯酸酯、聚氯代丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚碳酸酯组成的组的一种聚合物。
9.权利要求8的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述聚合物为聚氟代丙烯酸酯。
10.权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述加热装置为电阻加热器。
11.权利要求10的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述电阻加热器具有不均匀的横截面。
12.权利要求11的1×2平面光波导信号分裂器，其中所述横截面具有最小面积，所述加热器被设置成使所述顶点与所述最小面积之间的距离为最小。
13.一种用于分裂光信号的方法，该方法包括(a)在传播光信号的传播路径中设置一个Y分支形式的1×2平面光波导信号分裂器，该Y分支包括一个主干和两个与其相结合的分支，形成顶点，所述分支彼此是发散的，至少一个所述分支设有加热装置，所述加热装置相对于所述的至少一个所述分支设置，使得在激励所述加热装置时，空间不均匀的热通量将入射到所述的至少一个所述分支上；和(b)为所述加热装置提供能量，在所述的至少一个所述分支的表面上施加空间不均匀的热通量，以便使所述的至少一个所述分支的温度升高，其升高量足以使两个所述分支中传播光信号的相对强度发生改变。
14.权利要求13的方法，其中每一个所述分支还包括外边缘，所述空间不均匀的热通量主要施加到所述至少一个所述分支的所述外边缘上。
15.权利要求13的方法，其中所述加热装置具有不均匀的横截面。
16.权利要求13的方法，其中所述顶点的特征在于角度为0.05-4°。
17.权利要求16的方法，其中所述顶点的特征在于角度为0.4-1°。
18.权利要求13的方法，其中所述温度升高足以实现数字光切换功能。
19.权利要求13的方法，其中所述温度升高不足以实现数字光切换功能，从而所述的1×2平面光波导信号分裂器用作可变光学衰减器。
20.权利要求13的方法，其中所述的1×2平面光波导信号分裂器还包括聚合物芯。
21.权利要求16的方法，其中所述聚合物芯包括选自由聚丙烯酸酯、聚氟代丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚碳酸酯组成的组的一种聚合物。
22.权利要求21的方法，其中所述聚合物为聚氟代丙烯酸酯。
23.权利要求13的方法，其中所述加热装置为电阻加热器。
24.权利要求23的方法，其中所述电阻加热器具有不均匀的横截面。
25.权利要求23的方法，其中在距所述顶点最小距离处施加最高热通量。
26.一种数字光空间开关，包括权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器。
27.一种可变光学衰减器，包括权利要求1的1×2平面光波导信号分裂器。
全文摘要
本发明涉及在本领域称为“Y分支数字光开关”的1×2热光数字光开关和可变光学衰减器。
文档编号G02B6/26GK1816767SQ200480018724
公开日2006年8月9日 申请日期2004年7月1日 优先权日2003年7月2日
发明者L·埃尔达达 申请人:纳幕尔杜邦公司