【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光开关，尤其涉及一种基于siph-mems技术的2×2光开关器件。
技术介绍
1、物联网（iot）和人工智能（ai）的快速发展，推动了对超高容量数据传输和信号处理的爆炸性需求。因此，需要开发复杂的具备高灵活性可编程和可重构的大型光子集成电路（pics）芯片满足光网络传输需求，提高硬件资源的利用率以及减少延迟和能源消耗。其中，2×2光开关器件是光网络中重要的基础光切换单元，在常见的光网络拓扑中获得了大量的研究与应用，例如常见的benes及pi-loss结构等。
2、目前，基于平面光波导技术的2×2光开关多以mzi结构及微环谐振器结构为主。基于mzi结构的2×2光开关通常具有数十纳米的工作带宽，而基于微环谐振器的2×2光开关通常只具有几纳米的工作带宽甚至更小。此外，基于传统平面光波导技术的光开关在工艺制备上需要保持高度一致，例如对于mzi结构来讲，工艺缺陷导致上下两臂光程和设计存在出入，而微环较高的q值，往往导致同一规格参数设计的微环器件难以制备出具有高度一致性的谐振波长。因此，基于传统平面光波导的光开关通常需要额外配置观察端口，这无疑大大增加了设计难度和功耗，而且在控制上也存在较高的难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于siph-mems技术的2×2光开关器件，解决传统平面光波导的光开关通常需要额外配置观察端口，造成设计难度、控制难度以及功耗较高的技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方
3、本专利技术提供了一种基于siph-mems技术的2×2光开关器件，包括：
4、总线波导，位于soi顶层硅上表面，所述总线波导具有四条分支且通过十字交叉结进行连接；
5、mems执行器，位于soi顶层硅上侧，所述mems执行器具有可动部；
6、两个耦合波导，两个所述耦合波导位于所述十字交叉结的一对对角上侧，所述耦合波导与所述mems执行器的可动部固定连接，且在所述可动部的驱动下，调节所述耦合波导与所述总线波导之间的间距。
7、可选的，所述十字交叉结采用taper型、mmi型、亚波长光栅型或多层sin结构的交叉波导结构。
8、可选的，所述mems执行器包括可动结构、固定结构以及连接所述可动结构和所述固定结构的复位弹簧；所述可动结构和所述固定结构上分别设置有上层电极和下层电极，当所述上层电极和所述下层电极形成电压差时，所述可动结构在静电力作用下靠近所述固定结构；所述可动结构作为所述mems执行器的可动部。
9、可选的，所述上层电极和所述下层电极分别连接上电极控制电路和下电极控制电路。
10、可选的，所述mems执行器设置有四个，两个所述mems执行器为一组，一组的两个所述mems执行器同步控制且分别与一个所述耦合波导的两端固定连接。
11、可选的，四个所述mems执行器设置于同一个平板结构上，所述平板结构设置于所述soi顶层硅上侧。
12、可选的，所述mems执行器由多晶硅材料制成。
13、可选的，所述耦合波导为90°弯曲波导。
14、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
15、本专利技术提供的一种基于siph-mems技术的2×2光开关器件，耦合波导被放置在mems执行器的可动部上，通过控制mems执行器的位移，实现耦合波导和总线波导的绝热空间耦合。利用静电力mems微结构具备在微尺度进行快速高效位移特性，控制位于可动部上耦合波导垂直方向的位移，实现和总线波导之间的耦合，从而实现光波空间耦合，达到切换光路径的应用机能。本专利技术结合了mems器件技术和平面波导耦合技术两者间低功耗、可实现大阵列规模的优势，整体结构简单、控制灵活方便。
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1.一种基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述十字交叉结采用taper型、MMI型、亚波长光栅型或多层SiN结构的交叉波导结构。
3.根据权利要求1所示的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述MEMS执行器包括可动结构、固定结构以及连接所述可动结构和所述固定结构的复位弹簧；所述可动结构和所述固定结构上分别设置有上层电极和下层电极，当所述上层电极和所述下层电极形成电压差时，所述可动结构在静电力作用下靠近所述固定结构；所述可动结构作为所述MEMS执行器的可动部。
4.根据权利要求3所述的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述上层电极和所述下层电极分别连接上电极控制电路和下电极控制电路。
5.根据权利要求3所述的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述MEMS执行器设置有四个，两个所述MEMS执行器为一组，一组的两个所述MEMS执行器同步控制且分别与一个所述
6.根据权利要求5所述的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，四个所述MEMS执行器设置于同一个平板结构上，所述平板结构设置于所述SOI顶层硅上侧。
7.根据权利要求1所述的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述MEMS执行器由多晶硅材料制成。
8.根据权利要求1所述的基于Siph-MEMS技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述耦合波导为90°弯曲波导。
...【技术特征摘要】
1.一种基于siph-mems技术的2×2光开关器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于siph-mems技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述十字交叉结采用taper型、mmi型、亚波长光栅型或多层sin结构的交叉波导结构。
3.根据权利要求1所示的基于siph-mems技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述mems执行器包括可动结构、固定结构以及连接所述可动结构和所述固定结构的复位弹簧；所述可动结构和所述固定结构上分别设置有上层电极和下层电极，当所述上层电极和所述下层电极形成电压差时，所述可动结构在静电力作用下靠近所述固定结构；所述可动结构作为所述mems执行器的可动部。
4.根据权利要求3所述的基于siph-mems技术的2×2光开关器件，其特征在于，所述上层电...
【专利技术属性】
技术研发人员：任李营，姚子君，崔博文，刘思源，顾子悦，
申请(专利权)人：中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心，
类型：发明
国别省市：
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