发明名称 分波多工光学开关
摘要 本发明提供一种光学开关,其消耗较少功率、优于高速回应、并且拥有适合于小型化及多频道切换的结构。此光学开关将多个输入讯号切换至多个输出位置,其中,一层叠结构和介于输入部件与输出部件之间的光学路径交叉,而此层叠结构具有以和输入部件相同的数目所层叠之非线性光学层及缓冲器层。藉由提供使用非线性光学膜的层叠结构,本发明达成一小的矩阵光学开关,其在高速回应方面系优异的,并且适合来切换大容量的资讯。
申请公布号 TW557376 申请公布日期 2003.10.11
申请号 TW091117054 申请日期 2002.07.30
申请人 日立制作所股份有限公司 发明人 本田光利;泽井裕一;石川敬郎;内藤孝
分类号 G02B6/13 主分类号 G02B6/13
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种光学开关:其中,在所输入之光讯号被输出的时间间隔中,一具有非线性光学层与缓冲器层交替层叠之层叠结构被放置而交叉一光学路径,所输入之光讯号通过该光学路径;一外部场从一垂直于光学路径之方向而被施加于非线性光学层的特定区域,藉以使所输入之光讯号在施加有外部场之非线性光学层的特定区域处折射;所输入之光讯号被输出于光讯号被折射的方向上;以及,没有外部场被施加,使所输入之光讯号直线行进,使得光讯号被输出且被取出;藉此,实施光学切换。2.一种光学开关,包括:一层叠结构,具有非线性光学层与缓冲器层被交替层叠,该结构被放置而交叉一光学路径,而所输入之光讯号通过该光学路径;一支撑基板,被设置于层叠结构的两侧上,并且支撑层叠结构;及一外部场输入部件,被设置在层叠结构与支撑基板之间,并且将外部场施加于非线性光学层的特定区域;其中,在所输入之光讯号被输出的时间间隔中,所输入之光讯号被折射于施加有外部场之非线性光学层的特定区域处;所输入之光讯号被输出于光讯号被折射的方向上;以及,没有外部场被施加,使所输入之光讯号直线行进,使得光讯号被输出且被取出;藉此,实施光学切换。3.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,由所输入之光讯号的直线方向和非线性光学层的纵向方向所形成之角度系等于或小于50。4.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,外部场为受激发光。5.如申请专利范围第4项之光学开关,另包括一表面发射雷射,用来以受激发光照射非线性光学层。6.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,外部场为一电场。7.如申请专利范围第6项之光学开关,另包括一电压施加电极或电线,用以施加电场于非线性光学层上。8.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,光学开关之回应速度系等于或小于1S。9.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,光学开关之回应速度系等于或小于12ns。10.如申请专利范围第1项之光学开关,光学开关之回应速度系等于或小于1.2ps。11.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,固定层叠结构之支撑基板的折射率系等于或小于1.7。12.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,缓冲层系由矽氧化物或含有矽之材料所做的。13.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,非线性光学层系由选自由Co,Fe,Cr,Ni,V,Zn,Cu,及Mn所组成之群中的金属氧化物或含有该金属氧化物之错合氧化物所做的。14.如申请专利范围第13项之光学开关,其中,非线性光学层含有一选自由矽氧化物、钛氧化物、及铝氧化物所组成之群中的氧化物。15.如申请专利范围第14项之光学开关,其中,非线性光学层含有一稀土族氧化物。16.如申请专利范围第1项之光学开关,其中,非线性光学层系由粒子的集结所构成的,其平均粒径为等于或小于15nm。17.如申请专利范围第12项之光学开关,其中,构成非线性光学层之粒子的结晶系结构为一尖晶石结构。图式简单说明:图1系例举依据本发明之光学开关一例的示意图;图2例举依据本发明之光学开关之制造过程的一例;图3系例举依据本发明之表面发射雷射一例的示意图;图4系例举依据本发明之光学开关一例的示意图;图5例举介于折射率与输出光强度之间的关系,其视TiO2之含量而定;图6例举测量系统之一例,其测量依据本发明之光学开关的光学特性;图7例举当以受激发光照射非线性光学薄膜时,介于雷射功率与折射率之间的关系;图8例举当以受激发光照射非线性光学材料时,雷射功率及折射率之老化特性;图9例举各非线性光学薄膜之折射率、折射率变化、切换、及回应速度的一例;图10例举依据ZnO之含量的组成比例、平均粒径、折射率变化、及切换特性;以及图11系依据本发明,使用电场做为外部场之第二实施例的示意图。
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