发明名称 使用可旋转式光传输微结构之用以切换光信号之方法及装置
摘要 用于切换光信号的改良方法及装置使用一种可旋转式光传输微结构,以改变光信号的光学路径。本可旋转式光传输微结构包含如传输光信号之波导网路和波导之类的结构。MEMS和微机械技术系用于建立一种具有一微结构的光学切换器,其中该微结构自一位置旋转至另一位置(例如横向、垂直、旋转),而使得入射之光信号取决于微结构的位置以不同之波导或以对此等波导之不同输入对准于一小的空气缺口。因此,光信号取决于微结构的位置于不同之光学路径行进(例如:以直线穿过或横向穿越)。可藉由例如,于一基底上涂一涂覆材料、于该涂覆材料上形成一波导、最后在顶部覆盖一第二涂覆层来制造该等波导。
申请公布号 TW531674 申请公布日期 2003.05.11
申请号 TW090123027 申请日期 2001.09.19
申请人 新讯科技公司 发明人 许文瀛
分类号 G02B6/35 主分类号 G02B6/35
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种将一光信号自一第一光学路径切换至一第二光学路径的装置,该装置包含:一基底;一藉由在基底上以微影制程形成之微机械性平台,该微机械性平台适于相对于基底旋转;一致使平台相对于基底自一第一位置旋转至一第二位置的促动机制;以及一光学路径网路,其具有一第一输入和一第二输入,该光学路径网路系耦接至平台而使得光学路径网路随着平台旋转,其中当平台处于第一位置时,光信号进入第一输入并于光学路径网路内沿着第一光学路径传递,且当平台处于第二位置时,光信号进入第二输入并在光学路径网路内沿着第二光学路径传递。2.如申请专利范围第1项之装置,其中该平台具有一光信号不经由第一光学路径亦不经由第二光学路径传播的中立位置。3.如申请专利范围第1项之装置,其中该光学路径网路系一波导网路。4.如申请专利范围第3项之装置,其中该波导网路包含许多波导。5.如申请专利范围第4项之装置,其中该等许多波导包含至少一第一和第二波导,波导的位置使得平台之旋转于第一与第二波导之间作选择。6.如申请专利范围第5项之装置,其中第一和第二波导系彼此呈一角度偏移而置,致使平台之旋转于第一与第二波导之间作选择。7.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含一将平台悬置于基底上方的支承结构。8.如申请专利范围第1项之装置,其中该基底包含一凹洞或空气缺口,平台系悬置于凹洞或空气缺口上方。9.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含一耦接至基底之输入固定式光学路径结构且其放置位置乃将光信号传输至光学路径网路之第一输入或第二输入。10.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含一耦接至基底之输出固定式光学路径结构且其放置位置乃自光学路径网路接收光信号。11.如申请专利范围第9项之装置,进一步包含一耦接至基底之输出固定式光学路径结构且其放置位置乃自光学路径网路接收光信号。12.如申请专利范围第1项之装置,其中该光学路径网路包含一第一输出和一第二输出。13.如申请专利范围第12项之装置,进一步包含一耦接至基底之输出固定式光学路径结构且其放置位置乃自光学路径网路之第一输出或第二输出接收光信号。14.如申请专利范围第9项之装置,其中该输入固定式光学路径结构系一输入固定式波导。15.如申请专利范围第10项之装置,其中该输出固定式光学路径结构系一输出固定式波导。16.如申请专利范围第13项之装置,其中该输出固定式光学路径结构系一输出固定式波导。17.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含一耦接至平台的主动电极且其中该促动机制包含一促动电极,该促动电极系放置以与该主动电极静电性地互相作用。18.如申请专利范围第17项之装置,其中该促动电极与该主动电极叉合。19.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含一置于光学路径网路输入或光学路径网路输出之光学连接器。20.如申请专利范围第19项之装置,其中该光学路径网路包含一波导。21.如申请专利范围第19项之装置,其中该光学连接器包含一对准校正表面,该对准校正表面校正一光信号之对准轨道误差。22.如申请专利范围第21项之装置,其中对准校正表面系一球状表面。23.如申请专利范围第3项之装置,其中该波导网路包含一以涂覆材料包围一蕊心材料而形成之波导,该蕊心材料之折射系数大于该涂覆材料的折射系数。24.如申请专利范围第3项之装置,其中该波导网路包含一具有一上部、底部及侧面的波导,其中该波导的上部和侧面与一真空或空气接触而其底部则与一中间材料连结,其中该中继材料的折射系数低于该波导的折射系数。25.如申请专利范围第3项之装置,其中该波导网路包含一与基底形成一单一性结构的波导。26.如申请专利范围第1项之装置,进一步包含一用于判断平台位置的感测电极。27.如申请专利范围第1项之装置,其中若平台处于第一位置,则光信号在经由光学路径网路传输期间自第一光学路径切换至第二光学路径,而若平台处于第二位置时,则光信号直线通过光学路径网路。28.如申请专利范围第1项之装置,其中若平台处于第一位置,则光信号直线通过光学路径网路,而若平台处于第二位置时,则光信号在经由光学路径网路传输期间自第一光学路径切换至第二光学路径。29.如申请专利范围第1项之装置,其中该平台具有一中立位置且该平台自该中立位置旋转至第一位置或第二位置。30.如申请专利范围第1项之装置,其中该促动机制系藉由在基底上以一微影制程予形成。31.如申请专利范围第1项之装置,其中该光学路径网路系藉由在基底上以一微影制程予以形成。32.如申请专利范围第31项之装置,其中该促动机制系藉由在基底上以一微影制程予形成。33.一种光学切换系统,其包含:一光学切换层,含有:(a)一光学切换元件,内含:(1)一基底;(2)一藉由在基底上以一微影制程予以形成的平台,且该平台适于相对于该基底旋转;(3)一促动机制,其使平台相对于基底自一第一位置旋转至一第二位置;以及(4)一具有一第一输入及一第二输入的可旋转式光学路径网路,该光学路径网路系耦接至平台而使得该光学路径网路随着平台旋转,其中当平台处于第一位置时,光信号进入第一输入并沿着光学路径网路中的第一光学路径传递,且当平台处于第二位置时,光信号进入第二输入并沿着光学路径网路中的第二光学路径传递;(b)许多具有输入及输出的光学切换元件;(c)许多耦接至该等许多光学切换元件输入之固定式输入光学路径结构,该等固定式输入光学路径结构将光信号传输至该等光学切换元件;以及(d)许多耦接至该等许多光学切换元件之输出的固定式输出光学路径结构,该等固定式输出光学路径结构自该等光学切换元件接收光信号。34.如申请专利范围第33项之光学切换系统,进一步包含:第一许多光学切换层,其系配置以依一第一方向切换光信号;第二许多光学切换层,其系配置以依一不同于第一方向之第二方向切换光信号;以及一耦接第一和第二许多光学切换层的光学连接器。35.如申请专利范围第34项之光学切换系统,进一步包含一置于该等第一许多光学切换层输入之输入光学连接器。36.如申请专利范围第34项之光学切换系统,进一步包含一置于该等第二许多光学切换层输出之输出光学连接器。37.如申请专利范围第34项之光学切换系统,其中该光学连接器包含校正一光信号之对准轨道误差的对准校正表面。38.如申请专利范围第37项之光学切换系统,其中该等对准校正表面系呈球状。39.如申请专利范围第35项之光学切换系统,其中该输入光学连接器包含该等校正光信号之对准轨道误差的对准校正表面。40.如申请专利范围第39项之光学切换系统,其中该等对准校正表面系呈球状。41.如申请专利范围第35项之光学切换系统,其中该输出光学连接器包含该等校正光信号之对准轨道误差的对准校正表面。42.如申请专利范围第41项之光学切换系统,其中该等对准校正表面系呈球状。43.如申请专利范围第33项之光学切换系统,其中该促动机制系在基底上以一微影制程予以形成。44.如申请专利范围第33项之光学切换系统,其中该光学路径网路系在基底上以一微影制程予以形成。45.如申请专利范围第44项之光学切换系统,其中该促动机制系在基底上以一微影制程予以形成。46.如申请专利范围第33项之光学切换系统,其中该平台相对于基底以一非平行方式呈枢轴式。47.如申请专利范围第1项之装置,其中该微机械性平台相对于基底以一非平行方式旋转。48.一种将一光信号自一第一光学路径切换至一第二光学路径的方法,该方法包含步骤如下:将该光信号传向适于相对于一基底旋转的平台,该平台系藉由在基底上以一微影制程予以形成,该平台包含一具有一第一输入和一第二输入的波导网路,该波导网路系耦接至该平台而使得该波导网路随着该平台旋转;判断该光信号是否沿着第一或第二光学路径传播;以及相对于基底选择性地将该平台旋转至一第一位置或一第二位置,其中当该平台处于第一位置时,光信号进入第一输入并沿着波导网路内的第一光学路径传递,而当平台处于第二位置时,光信号进入第二输入并沿着波导网路内的第二光学路径传递。49.如申请专利范围第48项之方法,进一步包含校正光信号中对准轨道误差的步骤。50.如申请专利范围第49项之方法,其中该校正光信号中对准轨道误差的步骤使用一球状表面以校正误差。51.如申请专利范围第48项之方法,其中该波导网路包含彼此呈垂直而放置第一和第二波导,使得平台之旋转取决于波导相对于基底的垂直位置而于第一与第二波导之间作选择。52.如申请专利范围第48项之方法,其中该波导网路包含彼此呈横向而放置第一和第二波导,使得平台之旋转取决于波导相对于基底的横向位置而于第一与第二波导之间作选择。53.如申请专利范围第48项之方法,其中该波导网路包含彼此呈一角度偏移而放置的第一和第二波导,使得平台之旋转取决于波导之角度偏移而于第一与第二波导之间作选择。54.如申请专利范围第48项之方法,进一步包含感测平台位置的步骤。55.如申请专利范围第1项之装置,其中该基底系一半导体。56.如申请专利范围第33项之光学切换系统,其中该基底系一半导体。57.如申请专利范围第48项之方法,其中该基底系一半导体。58.如申请专利范围第1项之装置,其中该基底系石英。59.如申请专利范围第33项之光学切换系统,其中该基底系石英。60.如申请专利范围第48项之方法,其中该基底系石英。61.如申请专利范围第1项之装置,其中该基底系矽土。62.如申请专利范围第33项之光学切换系统,其中该基底系矽土。63.如申请专利范围第48项之方法,其中该基底系矽土。64.如申请专利范围第34项之光学切换系统,其中该光学连接器包含一光学-至-电气-至-光学连接器。65.如申请专利范围第34项之光学切换系统,其中该光学连接器包含一光纤管束。66.如申请专利范围第34项之光学切换系统,其中该光学连接器包含许多镜面。图式简单说明:图1描述一适用于处理1024个埠之光学切换系统范例性具体实施例的方块图。图2描述图1一光学连接器和OXC方块之范例性具体实施例的分解式概念图。图3A描述图2一单一切换层之范例性具体实施例的平面图。图3B描述图2一单一切换层之范例性具体实施例的边缘图。图4A至图4F描述切换层上一波导之不同范例性具体实施例。图4G描述切换层上一波导之不同范例性具体实施例,其中一涂覆材料围绕波导的蕊心。图5A描述一可切换88个埠之切换层之范例性具体实施例之平面图。图5B描述图5A一切换层的边缘图。图6A描述一光学连接器之范例性具体实施例,该光学连接器的光学基底系作成具有一凸形球面阵列。图6B描述图6A之光学连接器如何校正一偏差之光束。图7A描述一具有一可移动式光传输平台之切换元件之范例性具体实施例。图7B描述图7A中可移动式平台未移动时之切换元件。图7C描述图7A中可移动式平台移动时之切换元件。图7D描述一具有一可移动式光传输平台及一双层波导之切换元件之范例性具体实施例。图8A描述一具有可旋转式光传输平台之切换元件之范例性替代具体实施例,其中该可旋转式光传输平台平行于基底平面移动。图8B描述一具有一可旋转式或枢轴式(pivoting)光传输平台之切换元件之替代范例。
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