耦合波导开关,耦合波导开关原理是什么?

耦合波导开关,耦合波导开关原理是什么?

耦合，有联系的意思,指信号由第一级向第二级传递的过程，一般不加注明时往往是指交流耦合。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。

耦合波导开关是利用铌酸锂（LiNbO3）材料制作的。铌酸锂是一种很好的电光材料，它具有折射率随外界电场变化而改变的光学特性。在铌酸锂基片上进行扩散，以形成折射率逐渐增加的光波导，即光通道，再焊上电极，它便可以作为光交换元件了。当两个很接近的波导进行适当的耦合时，通过这两个波导的光束将发生能力交换，并且能力交换的强度随着耦合系数、平行波导的长度和两波导之间的相位差而变化。只要所选的参数得当，那么光束将会在两个波导上完全交错。另外，若在电极上施加一定的电压，将会改变波导的折射率和相位差。由此可见，通过控制电极上的电压，将会获得如图中所示的平行和交叉两种交换状态。

图1 耦合波导开关结构示意图

图2 耦合波导开关逻辑表示图

耦合波导开关的特点：半导体光放大器只有一个输入端和一个输出端，而耦合波导开关除了一个控制电极以外，还有两个输入端和两个输出端。典型的波导长度为数个mm，激励电压约为5V。交换速度主要依赖于电极间的电容，最大速率可达Gb/s量级.