專利名稱：改變波導(dǎo)微諧振器諧振的方法
優(yōu)選權(quán)信息本專利申請要求從臨時專利申請?zhí)?0/234,844(申請日期為2000年9月22日)，和專利申請?zhí)?0/235007(申請日期為2000年9月25日)中獲得優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及改變光學(xué)波導(dǎo)微波諧振器(從0.1微米到1毫米級的非常小的光學(xué)微波諧振器)的諧振特性。這種基于波導(dǎo)的微波諧振器的例子包括，光學(xué)微環(huán)諧振器，和一維周期光帶隙波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
2、現(xiàn)有技術(shù)微米級光學(xué)諧振裝置的微諧振器的諧振波長為微米范圍，由于在光學(xué)通信的集成光路中的潛在應(yīng)用中，微諧振器已經(jīng)獲得了重大的影響。在光通信中，微諧振器可用作波長復(fù)用技術(shù)(WDM)應(yīng)用中的上行/下行濾波器，因為能將它們設(shè)計成在通信波長引起諧振。在WDM應(yīng)用中，每個微諧振器能上行/下行該裝置諧振的特殊波長的光。在這種應(yīng)用中，能依據(jù)指定的波長局部調(diào)節(jié)微諧振器諧振的能力是成功地在集成光路內(nèi)實現(xiàn)微諧振器的至關(guān)緊要的因素。
由高折射率差異(核心和履層的折射率中的差異)的波導(dǎo)幾何結(jié)構(gòu)形成的小型微諧振器，因為它們的自由光譜范圍很大，而特別有用。通常，高折射率差異波導(dǎo)在核心和履層間折射率差異等于或大于0.3，并且具有幾種不同幾何結(jié)構(gòu)。高折射率差異波導(dǎo)包括信道波導(dǎo)和菱紋波導(dǎo)。信道波導(dǎo)是電介質(zhì)波導(dǎo)，信道波導(dǎo)的核心由履層圍繞，該履層包括一種或多種其折射率比核心低的材料，并且其峰值的光密度駐留在核心內(nèi)。在其他波導(dǎo)幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)(包括菱紋波導(dǎo))能定義高折射率差異波導(dǎo)。菱紋波導(dǎo)是一種電介質(zhì)波導(dǎo)，其核心由一層履層圍繞，該履層包括幾種材料，至少一種材料的折射率與核心的折射率相同。在與信道波道不同的波導(dǎo)配置中，將高折射率差波導(dǎo)定義為其諧振模區(qū)域的尺寸類似于高折射率差信道波導(dǎo)(在橫截面區(qū)差值的50％內(nèi))的一種波導(dǎo)。在這些波導(dǎo)中，將履層定義為存在光諧振模的漸逝場的一段區(qū)域。
改變波導(dǎo)微諧振器的諧振形狀和位置的特性是一個極其重要的問題，因為是在這種技術(shù)上斷定這種裝置的有效性。該波導(dǎo)微諧振器的一種應(yīng)用是集成光路中的窄帶光濾波器。波長復(fù)用技術(shù)(WDM)(一種光通信內(nèi)廣泛應(yīng)用的技術(shù))要求使用這種濾波器。因此，研制一種能有效地改變這種波導(dǎo)微諧振器特性的方法已經(jīng)成了許多研究的目標。
有兩種能改變諧振形狀特性的方法。首先是理解響應(yīng)特性是可以改變的。例如，諧振Q值，或它的品質(zhì)，在波長或頻域中它的位置和它的形狀都可以改變。
通過影響能量在諧振器內(nèi)的持留時間可以改變諧振的品質(zhì)和Q值。所示的能影響諧振品質(zhì)的一種方法包括在微諧振器內(nèi)的感應(yīng)吸收以及通過使用級聯(lián)微諧振器影響形狀的方法。因為必須感應(yīng)的吸收量較大以及這種方法不易應(yīng)用于間接帶隙半導(dǎo)體和寬帶隙電介質(zhì)材料上，難以實行第一種方法。當使用第二種方法時，本身并不能很好地提供諧振的任何動態(tài)變化，必需切換或調(diào)制或者甚至調(diào)節(jié)微諧振器的諧振。
由諧振裝置的物理尺寸以及包含腔體的材料折射率確定諧振位置，即，光學(xué)微諧振器的諧振波長或相似地諧振頻率。因此，改變腔體諧振模的有效折射率和總折射率(group indices)能夠改變諧振波長。已經(jīng)示出通過將紫外線(UV)敏感玻璃用作履蓋在低折射率差異(核心和履層的折射率差異小于0.1)的環(huán)型波導(dǎo)核心上的履層材料，調(diào)節(jié)微環(huán)微諧振器。通過改變履層的折射率，改變圓環(huán)波導(dǎo)諧振模的有效和總折射率，導(dǎo)致諧振線性位置的漂移。當這種方法對低折射率差異波導(dǎo)有效時，該方法對高折射率差異(通常，核心和履層的折射率差異等于或大于0.3)波導(dǎo)就不怎么有效，因為高折射率差異波導(dǎo)所要求的折射率變化量太大。然而，在高折射率差異波導(dǎo)的履層上小量折射率的變化能導(dǎo)致線性位置上的有效漂移，足以滿足精細調(diào)節(jié)應(yīng)用。
已經(jīng)顯示了通過改變微諧振器核心(導(dǎo)向?qū)?的折射率，改變半導(dǎo)體微諧振器諧振的幾種方法。然而，這幾種方法不包括在履蓋區(qū)域和無半導(dǎo)體襯底內(nèi)的折射率的變化。另一種方法包括使用帶有交叉的輸入和輸出波導(dǎo)的微環(huán)濾波器的特殊情況。這樣一種微環(huán)濾波器配置需要一種低折射率差異波導(dǎo)系統(tǒng)，因為在高折射率差異系統(tǒng)，互擾和損耗也額外較大。
另一種已經(jīng)廣泛使用的方法是熱-光調(diào)節(jié)方法，在該方法中，熱-光效應(yīng)用于通過溫度的改變，來改變微諧振器腔核心的折射率。而簡單并易實行的熱調(diào)節(jié)在潛在的高密度應(yīng)用中，存在明顯的互擾缺點。
應(yīng)當了解第二種分析方法怎樣改變諧振形狀，可以容易地改變微諧振器的物理外形以對諧振形狀特性產(chǎn)生所需的影響。例如，已經(jīng)將吸收方法和多路圓環(huán)局部接近用于改變微環(huán)的諧振形狀。各種其他的方法包括改變諧振器內(nèi)部的衰減率，以改變微諧振器裝置的諧振形狀。諧振器的內(nèi)部衰減率是由該圓環(huán)內(nèi)的吸收和損耗決定。
調(diào)節(jié)微諧振器諧振的另一種方法是施加一定的壓力，使它的諧振位置產(chǎn)生漂移。如果所施加的壓力引起了核心和/或履層材料的折射率改變，該微諧振器內(nèi)的諧振條件發(fā)生了變化，并且諧振峰值也依據(jù)這種變化而產(chǎn)生漂移。
先前已經(jīng)實現(xiàn)了通過壓力調(diào)節(jié)光諧振。已經(jīng)描述了用一種粘結(jié)壓電元件調(diào)節(jié)大型光諧振器諧振的一種方法。壓電元件粘結(jié)在光諧振器的頂表面，以當將一個電壓施加到光諧振器時，將壓力施加到下面的光諧振器。施加到諧振器的壓力引起折射率的變化，并因此改變了諧振。這種方法僅能用于大型的，慎重的(discreet)光元件，而不適用于微諧振器諧振的局部調(diào)節(jié)。該微諧振器的尺寸明顯地小，并通常與輸入輸出波導(dǎo)一起集成在芯片內(nèi)。因此，希望具有局部調(diào)節(jié)片內(nèi)微諧振器的能力。
熱-光效應(yīng)和紫外線(UV)敏感氧化物的使用是能過改變微諧振器腔諧振模的有效和總折射率來改變諧振位置的例子。在本發(fā)明中，焦點是能夠改變高折射率差異波導(dǎo)微諧振器的位置和形狀和諧振的其他方法，這些方法比較容易實行。
依據(jù)所希望的速率或類似的(依據(jù)想要使用的時間幀)，沿文獻內(nèi)的三條線劃分能改變微諧振器的諧振的機械結(jié)構(gòu)。最快速的應(yīng)用是在調(diào)制方式中，通常按編碼數(shù)據(jù)的速率發(fā)生。在通信中，速率超過1GHz，該速率相應(yīng)于小于1納秒的時間。需要按通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)線之間傳送數(shù)據(jù)的速率進行切換。較低的切換速率為毫秒級，而信息包的切換快到1納秒。最后，調(diào)節(jié)涉及諧振內(nèi)永久的或長期的變化。
發(fā)明摘要依據(jù)本發(fā)明，提供了對波導(dǎo)微波諧振器的諧振進行調(diào)節(jié)，切換，或調(diào)制，或一般改變的多種方法。通過精密地改變微諧振器的尺寸，通過改變該裝置的局部物理結(jié)構(gòu)或者通過改變微諧振器的諧振模的有效和總折射率可永久地或臨時地引起諧振的變化。此外，改變波導(dǎo)周圍折射率分布的非對稱性能夠改變該波導(dǎo)的雙折射性，并允許控制該波導(dǎo)的偏振(極化)。這種折射率分布的改變可以用于改變諧振器的偏振依賴性或雙折射性。本發(fā)明有利于改變高Q值(Q值等于或大于100)微波諧振器的諧振特性，因為難以制造具有高Q值諧振，無限精度的微波諧振器。
本發(fā)明的一個目標是提供改變光學(xué)微諧振器腔諧振的幾種方法。所提供的方法和裝置用于改變光學(xué)微諧振器腔頻域或波長域上的諧振位置，并用于改變光學(xué)微諧振器腔的諧振形狀。本發(fā)明的另一個目標是提供用于控制集成光路波導(dǎo)內(nèi)偏振的一種方法，并提供用于增加或消除光學(xué)波導(dǎo)微諧振器的雙折射性的一種方法。
改變微諧振器腔諧振的方法包括改變微諧振器腔的吸收并因而改變其內(nèi)部衰減速率；改變接近微諧振器腔局部區(qū)域材料的折射率；改變微諧振器腔的物理結(jié)構(gòu)；改變在接近圍繞微諧振器局部區(qū)域的物理結(jié)構(gòu)；改變微諧振器腔的折射率分布的對稱性；及改變微諧振器腔的材料雙折射性。
依據(jù)本發(fā)明，對光學(xué)微諧振器腔進行薄膜的蝕刻或切除或添加處理來改變諧振位置。通過包括直接將諧振腔暴露在氧化環(huán)境的化學(xué)裝置進行薄膜的切除或蝕刻處理。此外，使用微電子和機械的或MEM裝置改變微諧振器腔的局部環(huán)境可改變諧振腔的形狀。MEM裝置能用于在與微諧振器裝置接近或接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)一種吸收材料或否則實現(xiàn)一種非吸收材料。
用激光進行的光照，能被核心吸收，在核心引起永久性折射率變化或永久性尺寸變化，這些變化能依次用于改變微諧振器腔的諧振位置。將電-光材料用作微諧振器腔的履層，允許控制腔體的諧振位置。
改變高折射率差異(核心和履層的折射率的差異等于或大于0.3)波導(dǎo)腔體的履層折射率，能用于改變諧振位置。改變集成光路波導(dǎo)的對稱性將導(dǎo)致改變波導(dǎo)的偏振依賴性能。將這種改變使用在集成光路波導(dǎo)偏振控制器中，改變微諧振器腔的折射率分布的對稱性能用于引起或消除腔體的偏振依賴性諧振位置。
施加局部壓力能局部地控制微諧振器的折射率。折射率的變化會依次引起微諧振器諧振位置的漂移。
附圖簡述

圖1A是示范性微諧振器腔的原理框圖；圖1B是微環(huán)諧振器格式的示范性波導(dǎo)微諧振器腔的縮影照片；圖2A是示出怎樣將薄膜的切除，沉積或生長用于調(diào)節(jié)或修改微諧振器諧振的原理框圖；圖2B是圖表，畫出化學(xué)氧化結(jié)果的5微米半徑的微環(huán)諧振器的諧振漂移曲線；圖3A是光調(diào)節(jié)裝置的原理圖，由存在的調(diào)節(jié)元件調(diào)節(jié)諧振器；圖3B是使用MEM裝置來改變微諧振器腔諧振的系統(tǒng)原理框圖；圖4A是能改變微諧振器腔諧振的光照原理框圖；圖4B是圖表，畫出后期(post)光照諧振位置衰減到(relaxing to)一個不同波長的曲線；圖4C是圖表，示出光照前、光照期間和光照后的諧振峰值位置；圖5是一種系統(tǒng)的原理框圖，該系統(tǒng)用于改變履層材料折射率來改變高折射率差異波導(dǎo)諧振；圖6A-6D是怎樣通過改變TE或TM諧振模的折射率分布改變波導(dǎo)對稱性的原理框圖；圖7A是裝置700的原理框圖，該裝置是通過壓力調(diào)節(jié)微諧振器；圖8是本發(fā)明示范性實施例的原理框圖，該實施例利用壓-電元件作為壓力元件；及圖9是圖8所示實施例的X-Y平面的橫截面視圖。
發(fā)明詳述A、諧振位置和諧振形狀永久改變的方法。諧振器臨時調(diào)節(jié)的裝置a、通過薄膜層的切除或沉積或生長來進行光學(xué)波導(dǎo)微諧振器腔的永久調(diào)節(jié)和修改圖1A是示范性微諧振器腔100的原理框圖。微諧振器腔100包括帶有N個輸入波導(dǎo)104和M個輸出波導(dǎo)106的普通諧振器102。右底部的插圖示出接近諧振的微諧振器腔的至少一個輸出波導(dǎo)的響應(yīng)。為了描述目的，將諧振定義為插圖所示的銳利的尖峰，而波長λres是波長頻譜中的諧振位置。Y軸標志為傳輸，T。
圖1B是微環(huán)諧振器格式的示范性波導(dǎo)微諧振器腔的縮影照片。微環(huán)諧振器有一個波導(dǎo)，按圓環(huán)形布局，耦合到兩條直總線波導(dǎo)，如圖所述。光從一個波導(dǎo)進入，然后，小部分光耦合進圓環(huán)。在圓環(huán)繞一圈后，如果光波長在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生諧振，圓環(huán)內(nèi)的光同相地疊加到從總線波導(dǎo)耦合到圓環(huán)的光上。那么功率增大了，并處于穩(wěn)態(tài)；然后圓環(huán)內(nèi)的能量耦合到第二條總線波導(dǎo)。未諧振時(Offresonance)，從未增大環(huán)形波導(dǎo)內(nèi)的功率，并且輸入總線波導(dǎo)內(nèi)的能量幾乎沒損耗地穿過圓環(huán)。
本發(fā)明包括例如一個或多個微諧振器核心內(nèi)或周圍的一層薄膜的材料的切除，沉積或生長。從微諧振器的核心或履層切除材料能減少微諧振器腔諧振模(mode)的有效和總折射率，導(dǎo)致諧振的紅移。在微諧振器的核心或履層上沉積材料能導(dǎo)致增加微諧振器腔諧振模的有效和總折射率，導(dǎo)致微諧振器腔諧振模的蘭移。這兒將薄膜層的生長定義為襯底薄膜層在化學(xué)反應(yīng)中的消耗，用于形成一層新材料的薄膜層。這種新材料可以具有與原材料不同的折射率，并且普遍地會引起微諧振器腔諧振模的有效和總折射率的改變。
圖2A是怎樣將薄膜的切除，沉積或生長，用于調(diào)節(jié)或修改微腔體諧振器諧振的原理框圖。頂部左手部分示出未處理的波導(dǎo)橫截面200。雖然波導(dǎo)可以為任何形狀，該波導(dǎo)示意性顯示為矩形。在圖的頂部右手部分，示出在核心上沉積電介質(zhì)材料202的效果。這兒由存在的薄膜層改變核心折射率，依次改變波導(dǎo)內(nèi)的有效和總折射率。在底部左手部分，切除一部分核心204導(dǎo)致較低的有效折射率，導(dǎo)致諧振波長的明顯紅移。在底部右手部分，描繪了材料206生長的效果。這兒消耗了某些材料，形成一種化學(xué)性不同的材料。依據(jù)最后的薄層，雖然可能設(shè)計紅移，常常導(dǎo)致諧振的蘭移。
通過微諧振器核心薄膜或微諧振器周圍薄膜的切除，沉積或生長，也可以改變一個或多個微諧振器的衰減時間。有兩種可能影響衰減時間的物理效應(yīng)。第一種是改變從微諧振器到外部總線波導(dǎo)的耦合系數(shù)。能夠引起波導(dǎo)微諧振器衰減時間改變的第二種物理效應(yīng)是減少微諧振器固有損耗。這種效應(yīng)的一個例子是薄膜的沉積或生長，該薄膜層具有在微諧振器核心折射率和履層折射率之間一種折射率或一種連續(xù)折射率(等級)。
在所有這些方法中，調(diào)節(jié)和修改的關(guān)鍵是緊密地控制沉積，切除和生長處理。例如，微諧振器腔有效長度的1％變化能夠?qū)е虏ㄩL為1550納米的諧振線位置上的15納米的漂移。這樣，必須仔細地控制薄膜的厚度，因為諧振位置通常需要在設(shè)計中心頻率的0.1納米的范圍內(nèi)。
一種能很好地控制化學(xué)氧化處理用于改變按照本發(fā)明的環(huán)形諧振器的諧振位置。用單諧振模硅波導(dǎo)制造5微米半徑的環(huán)形諧振器。然后測量該環(huán)形諧振器的響應(yīng)。然后將piranha(3∶1 H2SO4∶H2O2)溶液用于化學(xué)氧化該環(huán)形諧振器的表面，并再次測量該環(huán)形諧振器的響應(yīng)。測得的諧振線位置漂移為3納米。因為氧化量取決于piranha溶液的濃度以及該環(huán)形諧振器暴露在該溶液內(nèi)的時間，這是一種控制該裝置的諧振線位置的有效方法。圖2B的圖表中示出這個實驗的結(jié)果。當將一種高折射率材料(硅，n＝3.5)氧化到一種較低折射率差異材料(硅，n＝1.5)時，該結(jié)果清楚地表明如所期望的蘭移。
如先前所述，必須緊密地控制材料的切除，沉積或生長的處理過程。一種有效地控制薄膜厚度的方法是使用低速化學(xué)反應(yīng)。例如，使用一種化學(xué)氧化方法，該方法在約10分鐘僅生長5納米厚的硅氧化物。這樣，通過仔細地校正該化學(xué)方法，只要消耗非常小量的硅波導(dǎo)。在文獻中有許多有關(guān)怎樣控制薄膜層厚度的想法，并且決不排除下面列出的內(nèi)容。對于薄膜的切除，可以使用某些形式的物理，氣態(tài)或液態(tài)化學(xué)或電抗離子蝕刻方法。
對于薄膜的沉積，可以使用真空鍍膜，旋壓，化學(xué)汽相沉積或分子束晶體外延處理，文獻中描述了所有這些處理。最后對于薄膜的生長，常常使用某些形式的等離子體，蒸汽或液態(tài)化學(xué)反應(yīng)。可能使用的各種襯底和化學(xué)反應(yīng)，避免在這兒列出詳細清單。
b、用EM能量對光學(xué)波導(dǎo)微諧振器腔進行原位和永久光調(diào)節(jié)和修改按照本發(fā)明，可將激光或其他形式的電磁波能局部地聚焦在微諧振器腔。如果有足夠量的熱能轉(zhuǎn)送到微諧振器腔，在微諧振器的核心或履層的材料可經(jīng)受物理或機械變化或折射率變化。第二種效應(yīng)可以是核心和履層間的熱差熱膨脹的結(jié)果，跟隨著微諧振器的核心或履層的可塑性變形。也可以由激光引起的化學(xué)變化導(dǎo)致第一種效應(yīng)。這兩種方法能夠改變微諧振器腔的物理結(jié)構(gòu)，依次改變微諧振器腔諧振模的有效途徑長度或有效和總折射率。
另外，電磁能可以導(dǎo)致微諧振器的外部衰減時間的改變。第一種物理效應(yīng)是從微諧振器到外部總線波導(dǎo)的耦合系數(shù)的改變。能引起波導(dǎo)微諧振器衰減時間改變的第二種物理效應(yīng)是減少微諧振器內(nèi)的固有損耗。第二種物理效應(yīng)的例子是某種薄膜層的沉積或生長，該薄膜層具有微諧振器的核心和履層的折射率之間的一種折射率或連續(xù)折射率(等級)。
在核心內(nèi)的折射率變化效應(yīng)可以是光敏材料的結(jié)果或是長期光折射效應(yīng)。光調(diào)節(jié)和修改特別有用，因為該效應(yīng)可以局部化，而不會發(fā)生有影響的交擾。
按照本發(fā)明，這種技術(shù)已經(jīng)用于改變微環(huán)諧振器的諧振位置。此外，通過使用光折射效應(yīng)能引起臨時效應(yīng)。用單諧振模硅波導(dǎo)制造環(huán)形諧振器。來自激光器的光束聚焦在微環(huán)諧振器上。在讓該微環(huán)諧振器達到熱平衡后，切斷光束，并允許衰減。該衰減的波長從原來的位置漂移了12納米。已經(jīng)按照本發(fā)明顯示了這種效應(yīng)的飽和狀態(tài)。在多次熱循環(huán)后，該微環(huán)諧振器的諧振位置不再變化。
圖4A是光照改變微諧振器腔400諧振的原理框圖。該視圖是傳播方向的橫截面圖。由1W，850納米的激光器經(jīng)過光纖402提供激光束。由諧振器濾波的光束離開紙平面進入，并聚集在目標上。來自頂部的通過高能量激光的光照引起諧振線位置的改變。該數(shù)字值表明用于影響這些變化的數(shù)值，并不排除使用任何其他的數(shù)字值。
圖4B是圖表，畫出后向(post)光照諧振位置衰減到波長(1565納米)曲線，比原來的波長大13納米。X軸是時間軸，而Y軸是波長軸。虛線表示原來的波長。依據(jù)光照，波長跳到中間值，并緩慢地恢復(fù)到一個新值。該最后的衰減值從光照前的原波長值偏離了13納米。
圖4C是圖表，畫出在光照前，光照期間和光照后的諧振峰值位置曲線，表明該效應(yīng)是受自身限制的。重復(fù)圖4A和4B所示光照類型，導(dǎo)致飽和效應(yīng)，再受光照也不會改變了。X軸是波長軸，而Y軸是標準化傳播軸。
圖4A-C一起顯示了怎樣使用一種光照方法以改變微諧振器腔的諧振。示范性實施例使用耦合到光纖的1W，850納米激光器，將小激光點聚焦到硅微環(huán)諧振器上。一般，可選擇對履層是透明的，但能被核心層吸收的激光束，以將最大的能量傳送給核心。結(jié)果是在100秒級的諧振線位置上的緩慢衰減變化。然而，光照后最終的諧振位置偏離原波長13納米。這是巨大的漂移。通過控制密度和傳送給微諧振器的能量，可以控制諧振器位置的變化量。最后，現(xiàn)在已經(jīng)顯示了諧振變化效應(yīng)是自身限制的，并在多次重復(fù)的光照周期后，諧振位置不再發(fā)生改變。
首先測試需要調(diào)節(jié)的微諧振器腔。一旦確定了調(diào)節(jié)的幅度(在諧振線的漂移量)，用高強度激光照射該微環(huán)諧振器。有兩種確定所需的激光暴露量方法。第一種是用校正方法確定產(chǎn)生一連串線漂移所需激光量。第二種是測定原位的激光線漂移，并考慮可能發(fā)生的任何熱漂移。
可以選擇對微諧振器腔是吸收的，而對頂部或底部履層是透明的激光；或者替代地，可選擇對履層是吸收的，而對核心是透明的激光。這樣，大量的激光能可轉(zhuǎn)移到核心或履層上。該能量依次導(dǎo)致較大的差分效應(yīng)。另外，激光點的大小應(yīng)當具有光學(xué)微諧振器腔尺寸的等級，因為這能調(diào)節(jié)單個諧振器腔，并不影響到線路中的任何其他元件。
c、調(diào)節(jié)光波導(dǎo)微諧振器腔的裝置按照本發(fā)明，現(xiàn)在描述用于調(diào)節(jié)光波導(dǎo)微諧振器的裝置。該裝置臨時改變高折射率差異波導(dǎo)微諧振器的諧振位置或形狀。它包括帶有圖案化層核心的微諧振器裝置，該圖案化層核心由一層履層包圍，這樣該微諧振器含有不需物理相交的輸入和輸出波導(dǎo)。該履層包括圍繞核心的一個區(qū)域或多個區(qū)域，除非臨時調(diào)節(jié)該裝置，漸逝區(qū)駐留在這些區(qū)域內(nèi)。通過臨時改變一層或多層圖案化層(調(diào)節(jié)區(qū))的折射率，可實現(xiàn)臨時調(diào)節(jié)效應(yīng)?？赏ㄟ^電流或通過改變不與核心接觸的至少一個電極上的電壓，實現(xiàn)調(diào)節(jié)區(qū)上的臨時改變。該調(diào)節(jié)區(qū)包括一種或多種顯示出電-光，熱-光，聲-光，磁-光，光-折射效應(yīng)或能由電-機械裝置激勵的材料。該調(diào)節(jié)區(qū)可與或不與微諧振器的核心接觸。圖3A示出這種裝置的原理。
圖3A是系統(tǒng)300的原理框圖，在該系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)元件308用于改變微諧振器腔302的諧振。諧振器和調(diào)節(jié)元件配置在履層/襯底304上，并由履層306包圍。
在本發(fā)明的一個實施例中，通過改變履層折射率來進行高折射率差異(核心和履層間的折射率差異等于或大于0.3)波導(dǎo)微諧振器腔的調(diào)制和切換。具有高折射率差異波導(dǎo)的一個困難是難以改變波導(dǎo)核心的折射率，而沒有干擾波導(dǎo)諧振模的金屬接觸。因為電極或金屬接觸可以放置在該諧振器的履層上，通過改變履層的折射率，可以減輕該問題。
在本發(fā)明的另一個實施例中，將電-光材料用作光波導(dǎo)微諧振器腔的履層材料。通過將一個電壓跨接到電-光履層材料上，可改變該履層的折射率。使用波導(dǎo)核心上的履層的優(yōu)點是能緊密地連接，使光波導(dǎo)的絕大多數(shù)能量集中在或圍繞在波導(dǎo)的核心上。如果將電-光效應(yīng)用在波導(dǎo)核心上，如文獻上建議的，那么金屬電極必須接近波導(dǎo)微諧振器的核心，因為核心的折射率比履層高。這依次意味著損耗比較高而該裝置的Q值將受到限制。如果將電極放置在遠離(大于漸逝區(qū)的衰減長度1)波導(dǎo)核心的位置以減少損耗，那么該區(qū)域的實際部分會偶然遇見低折射率波導(dǎo)，減少該裝置的有效性。因此，本發(fā)明允許在微諧振器腔裝置實現(xiàn)電-光材料，并沒有影響到它的損耗特性。
圖5是系統(tǒng)500的原理框圖，該系統(tǒng)影響到改變材料履層的折射率，以改變高折射率差異波導(dǎo)的諧振。該波導(dǎo)包括氧化層502，核心504，電-光材料層506，和金屬電極508。電-光材料沉積在核心的頂部，作為履蓋層。能夠改變該履層的折射率，依次改變該核心的有效折射率。如果這個波導(dǎo)用于形成微諧振器，可利用這種折射率改變，作為一種調(diào)節(jié)機構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個實施例中，MEM裝置用于在與微諧振器裝置接近或接觸區(qū)域上產(chǎn)生一種吸收材料，或否則產(chǎn)生一種非吸收材料，該微諧振器裝置是通過將金屬電極放置在遠離波導(dǎo)核心的位置來激勵的。MEM是一種有吸引力的技術(shù)，因為它易于理解，并且相對地易于在集成光路環(huán)境內(nèi)實現(xiàn)。這些效應(yīng)是局部化的并能在高密度環(huán)境內(nèi)實現(xiàn)。
圖3B是系統(tǒng)310的原理框圖，在該系統(tǒng)中，MEM裝置316用于改變微諧振器腔312的諧振。通常，可將MEM的懸臂設(shè)計成偏斜到和偏離微型腔體，影響核心的電介質(zhì)。將MEM懸臂設(shè)計成帶有高折射率材料的薄層，該高折射率可與核心折射率匹配，或者可設(shè)計成帶有能增強吸收率的金屬層。
按照本發(fā)明，已經(jīng)通過光束傳播仿真顯示出履層的折射率變化1％，對于具有核心折射率2的波導(dǎo)，將導(dǎo)致有效折射率變化0.2％，有效折射率變化0.2％將引起3納米的線漂移。對于Q＝2000的諧振器，即為4個全寬度的漂移。
光束傳播仿真用在高折射率差異(核心和履層間的折射率差異等于或大于0.3)波導(dǎo)中，以提供在微諧振器腔內(nèi)使用電-光效應(yīng)的可能性。對于較低折射率差異的波導(dǎo)，由于該電-光效應(yīng)，其有效和總折射率對履層內(nèi)的折射率變化的依賴性將會更大。對于具有0.5折射率差異的波導(dǎo)，履層折射率變化1％導(dǎo)致有效折射率變化2％。在有效折射率中變化0.2％引起3納米的線漂移。對于Q＝2000的諧振器，即為4個全寬度的漂移。
在先前描述的實施例中，本發(fā)明利用小型光纖為微諧振器腔諧振模提供小的有效折射率變化。首先測量空氣履蓋硅微環(huán)諧振器的諧振響應(yīng)。然后將光纖緩慢降低到諧振器腔。在將光纖降低后，第二次測量該響應(yīng)，并在光纖上升后，第三次測量該響應(yīng)。由于損耗，存在諧振線的滯后和展寬現(xiàn)象，該現(xiàn)象可能是由于光纖雜質(zhì)引起。盡管如此，超過1納米的線漂移表明這種方法是一種可行調(diào)節(jié)方法。事實上，能夠發(fā)現(xiàn)理論的線漂移來估計帶有和不帶的頂部硅履層的硅微諧振器的有效折射率。
假定存在有將諧振器從空氣履蓋變成硅履蓋的硅，最大的有效折射率變化為0.8％，該變化相應(yīng)于12納米的線漂移。線漂移這樣小的事實表明，該光纖不處于與該圓環(huán)緊密接觸中。然而，這個實驗顯示，原理上可以使用一種機械裝置使微腔體的諧振產(chǎn)生漂移，并沒有損壞它。
這種裝置的工作原理是簡單的。設(shè)計高折射率波導(dǎo)的履層，以使能改變它的折射率。通常，可以使用能改變履層折射率的任何方法。這些方法的兩個例子是使用電-光履層和使用MEM裝置來改變履層折射率。如果希望進行微諧振器的調(diào)節(jié)，調(diào)制或切換，就對履層折射率進行調(diào)節(jié)，調(diào)制和切換。
先前描述的本發(fā)明示范性實施例使用一種大型機械方法來改變微腔體諧振器的局部環(huán)境。因此，容易注視小型微電子機械(MEM)裝置，該MEM裝置能并入安裝在小型懸臂上的電介質(zhì)材料，使用電裝置能使該小型懸臂偏斜，如圖5所示。
有多種使用MEM裝置的方法，以改變諧振的位置或形狀。第一種是在先前描述的示范性實施例中使用的方法，在該方法中，通過使用安裝在懸臂上的電介質(zhì)實現(xiàn)履層有效和總折射率的改變。第二種方法是通過使該諧振器與具有高損耗的材料(如金屬)接觸，或使該諧振器與其折射率和該諧振器的折射率接近的電介質(zhì)接觸，引起損耗。此外，這些材料的任何一種可以安裝在懸臂梁上。具有高損耗的材料將引起微諧振器腔諧振模中的吸收，而折射率接近于該揩振模折射率的電介質(zhì)能用于引起散射，該散射依次增加腔體諧振模的損耗。在這兩種效應(yīng)中，微諧振器腔內(nèi)的Q值將會降低。另外，在與微諧振器腔緊密接近或接觸的非吸收材料將改變該諧振模的有效和總折射率，將依次導(dǎo)致諧振位置的改變。
第三種使用MEM調(diào)節(jié)技術(shù)的方法是關(guān)于其他方面的優(yōu)先改變偏振的有效和總折射率。這將有助于引起或消除微腔體的偏振依賴性操作。那些技術(shù)熟練人員已知MEM結(jié)構(gòu)的正確實施。
本發(fā)明示范性實施例包括制造與波導(dǎo)微諧振器腔核心鄰近的電-光材料(其折射率比核心低的材料)。在鄰近諧振器的地方制造金屬電極。該電極離諧振器足夠近，以將較強的電場施加在波導(dǎo)上，并應(yīng)離核心足夠地遠(大于漸逝區(qū)的1衰減長度)，以可以忽略損耗。通過在該諧振器附近的短距離上施加一個最合適電壓，獲得切換動作，這將改變履層的折射率，并因此改變諧振器內(nèi)諧振模的有效和總折射率。這種有效和總折射率的改變依次導(dǎo)致諧振線位置的改變。因為使用電-光效應(yīng)，這種效應(yīng)是非常迅速的。電-光材料的選擇對操作不是關(guān)鍵性的，但對于該裝置的制造是重要的。例如，如KDP或鈮酸鋰的非線性晶體具有容易理解的優(yōu)點，但是難以集成進集成光路系統(tǒng)。另一方面，電-光聚合體容易制造，但不容易理解。然而兩種方法都可工作。
B、偏振控制a、通過動態(tài)地改變集成光路波導(dǎo)的對稱性對集成光路波導(dǎo)進行偏振控制在一個示范性實施例中，本發(fā)明包括通過按動態(tài)方式改變波導(dǎo)對稱性，控制高折射率差異集成光路波導(dǎo)的偏振依賴性能的一種方法。因為任何輸入濾波器的偏振應(yīng)該是隨機的并且任何集成系統(tǒng)的操作必須考慮這種隨機性，集成光路波導(dǎo)的偏振控制是重要的。在高折射差異波導(dǎo)內(nèi)的偏振控制尤其重要，因為它們對制造中的變化更敏感。
一種忽略這種隨性的方法是通過使用集成光路偏振控制器來控制該集成光路線路中的偏振。
可按下列幾種方法中的一種能達到偏振控制通過改變波導(dǎo)核心周圍履層折射率的對稱性來改變該波導(dǎo)的橫截面對稱性；通過改變該波導(dǎo)履層和/或核心的材料雙折射性來改變該波導(dǎo)的橫截面對稱性；通過改變高折射率波導(dǎo)核心周圍的履層折射率的吸收來改變該波導(dǎo)的偏振依賴損耗；或通過改變波導(dǎo)履層的折射率，致使全部地或部分地由熱-光效應(yīng)來控制。
按照本發(fā)明，已經(jīng)顯示出通過光束傳播仿真不對稱地改變履層的有效折射率能夠改變相對其他的一種偏振的有效折射率。這依次允許改變沿波導(dǎo)傳播的光偏振。
可以使用改變波導(dǎo)折射率對稱性的任何普遍的方法。事實上，按控制方式，對波導(dǎo)非對稱性施加任何一種上述方法，都可以改變光學(xué)波導(dǎo)諧振波長的偏振依賴性。作為一個例子，圖6A-6D顯示怎樣可以改變波導(dǎo)的對稱性。
圖6A示出帶有退化TE和TM諧振模的一種對稱波導(dǎo)600。傳播系數(shù)理論上是恒等的。為了削弱退化，波導(dǎo)周圍的折射率分布按圖6B變化。破壞了波導(dǎo)周圍的對稱性，并且提高了退化性，導(dǎo)致TE和TM諧振模的不同的有效折射率。另一方面，如果非對稱波導(dǎo)做成如圖6C或6D那樣，由于制造公差或其他目的，它將具有偏振依賴性操作。如果改變折射率分布的非對稱性，能夠補償這種依賴性。這些想法容易延伸到微環(huán)諧振器波導(dǎo)，以增強或補償偏振依賴操作。
設(shè)計波導(dǎo)的折射率分布，以致實際上能改變一條對稱軸上的折射率，而很難根本改變另一條對稱軸上的折射率，或者只能以與另一條對稱軸的外形相關(guān)的相反符號改變。這樣，當希望改變偏振依賴性時，能夠改變一條對稱軸上的折射率分布。例如，如果希望降低該裝置的TE諧振模，就增加垂直軸的有效折射率，和/或減少水平軸上的有效折射率。
用于改變波導(dǎo)核心和/或履層的對稱性的方法包括電-光效應(yīng)，聲-光效應(yīng)，使用MEM裝置，及熱-光效應(yīng)。
按照本發(fā)明的一個實施例，通過將一個或多個調(diào)節(jié)元件放置在波導(dǎo)的周圍制造偏振控制集成光路波導(dǎo)裝置。然后，控制這些元件，既可改變波導(dǎo)折射率的橫截面對稱性，改變含有波導(dǎo)的材料雙折射性的橫截面對稱性，也可改變含有波導(dǎo)的材料吸收性的橫截面對稱性。在這實施例中，可用電極激活這些調(diào)節(jié)元件。此外，希望將這些元件放置在比履層內(nèi)光密度衰減長度更大的距離上。
這種技術(shù)的一種可能延伸方法是實行集成光路偏振控制器。通常，小量的功率是從光信號中分接出來，并穿過極化器以及經(jīng)過檢測。這極化器可以是單偏振波導(dǎo)。然后，該檢測的信號用于激勵一個調(diào)諧無源器件，該調(diào)諧無源器件能夠改變該波導(dǎo)非對稱的折射率分布，能依次改變該波導(dǎo)內(nèi)光束的偏振。如果該裝置是在盒式切換環(huán)境內(nèi)，調(diào)節(jié)速率需要是納秒級，因此需要象電-光效應(yīng)的一樣快的高速效應(yīng)。
b、通過改變微諧振器腔折射率分布的對稱性來改變腔體偏振依賴諧振位置如果先前所述的方法應(yīng)用于微諧振器，能夠改變微諧振器的偏振依賴性。本發(fā)明對固定微腔諧振器的任何雙折射性特別有用。如先前所述，通過光束傳播仿真已經(jīng)顯示本發(fā)明改變履層折射率能夠非對稱性改變雙偏振折射率內(nèi)的差異。
可以使用改變波導(dǎo)折射率對稱性的一種普遍化方法。設(shè)計諧振器波導(dǎo)的折射率分布，以致能夠?qū)嶋H上改變一條對稱軸上的折射率，而另一條對稱軸上的折射率根本很難改變，或只能與另一條對稱軸上相關(guān)的折射率分布相反的符號進行改變。這樣，當希望改變偏振依賴性時，能夠改變一條對稱軸上的折射率分布。例如，如果希望降低諧振器的TE諧振模，就增加垂直軸上的有效折射率，和/或減少水平軸上的有效折射率。這樣，能夠在原位調(diào)節(jié)微腔體內(nèi)的TE和TM諧振模，給出相同的諧振位置，因而，消除或增強偏振依賴性。
按照本發(fā)明的一個示范性實施例，通過將一個或多個調(diào)諧元件放置在波導(dǎo)微諧振器的周圍，可控制集成光路波導(dǎo)微諧振器的偏振依賴性。然后，控制這些元件，既可改變該波導(dǎo)折射率的橫截面對稱性，改變含有波導(dǎo)的材料雙折射性的橫截面對稱性，也可改變含有波導(dǎo)的材料吸收的橫截面對稱性。在這個實施例中，電極可以用于激勵這些調(diào)諧元件。此外，希望將這些電極放置在比履層內(nèi)光密度的衰減長度更大的距離上。
C、壓力調(diào)節(jié)圖7是裝置700的原理框圖，該裝置通過壓力調(diào)節(jié)微諧振器。微諧振器702連接到一個輸入波導(dǎo)704和一個輸出波導(dǎo)706。壓力元件710將一個局部壓力場施加到微諧振器。由分隔層708將壓力元件和微諧振器分開。分隔層的功能是空間上將壓力元件和微諧振器分開，并傳遞該壓力場。通過改變壓力元件提供給微諧振器的壓力強度，可改變微諧振器的折射率。這種折射率的變化引起微諧振器的諧振條件的改變，使它的諧振波長產(chǎn)生漂移。
為了達到綜合地、局部地控制該壓力，首先經(jīng)過各種沉積技術(shù)將該壓力元件沉積到芯片內(nèi)，作為薄膜層，其沉積技術(shù)例如濺射法，電鍍法，化學(xué)沉積，物理沉積，等等。為了增強沉積薄膜的完整性，該沉積步驟或許需要附加的處理步驟。然后，圖案化該壓力元件，以局部化該壓力，以致只影響到微諧振器的底層。當多個微諧振器合并在芯片內(nèi)時，該處理過程設(shè)計允許進行每個微諧振器的綜合地，局部諧振調(diào)節(jié)。為了控制施加到底層的壓力，要有附加處理步驟以建立與壓力元件的連接。
分隔層的存在有助于空間上將微諧振器和壓力元件分開，以致該壓力元件不能干擾微諧振器內(nèi)的光諧振模。應(yīng)選擇分隔層的厚度以避免這種干擾。由于存在該分隔層，只能傳遞來自壓力元件的壓力場，而不能傳遞其他的。該分隔層必須對該微諧振器工作的波長是透明的，因為該分隔層充當微諧振器702的履層。
依據(jù)由壓力引起的張力的恢復(fù)性，該諧振調(diào)節(jié)可是永久的，也可以是臨時的。當有一種機械裝置使該微諧振器在撤消壓力后，能夠恢復(fù)它的張力時，該調(diào)節(jié)是臨時的。當沒有這種機械裝置時，該調(diào)節(jié)是永久的。
圖8是裝置800的另一個示范性實施例的原理框圖。該裝置通過施加壓力調(diào)節(jié)微諧振器的諧振。微環(huán)諧振器802具有依據(jù)它的尺寸諧振的特性。輸入804和輸出806波導(dǎo)將光束帶入或帶出該微環(huán)。壓電元件808起作壓力元件的功能。元件808連接到電連接器，用于接通/切斷。履層810圍繞在該微環(huán)的周圍，并將該微環(huán)和元件808分開。該履層對諧振波長是透明的，并且它的折射率比該微環(huán)和波導(dǎo)的折射率低。
當將一個電壓施加到元件808時，該元件對下面的履層施加壓力。該履層將壓力傳遞到該微環(huán)，并引起它的折射率改變。這種改變引起該微環(huán)的諧振條件的改變，并因此，使耦合到輸出波導(dǎo)的諧振波長產(chǎn)生漂移。這樣，達到微諧振器的諧振調(diào)節(jié)。
圖9顯示圖8裝置800在X-Y平面的橫截面。將輸入和輸出波導(dǎo)物理地與該微環(huán)分開。然而，將來自和傳送到波導(dǎo)的光束通過漸逝耦合，傳送到該微環(huán)。
應(yīng)當適當?shù)剡x擇圖8實施例工作的電壓范圍，以獲得所希望的調(diào)節(jié)范圍。該電壓范圍不需從0伏開始。在該實施例中可以使用其他類型的微諧振器，例如微光子帶隙(PBG)和微圓盤形，微圓球形，衍射光柵，等等。也可在該實施例中使用其他類型的壓力元件，例如微電子機械子系統(tǒng)(MEM)，靜電元件，等等。
雖然已經(jīng)參考幾個較佳實施例顯示和描述了本發(fā)明，在哪里可以做出有關(guān)格式和詳情的各種修改，省略和添加，并沒有背離本發(fā)明的精神和范疇。
權(quán)利要求
1.一種校正波導(dǎo)微諧振器的諧振位置或外部衰減時間的方法，其特征在于，所述方法包括通過在所述波導(dǎo)或在所述波導(dǎo)周圍的材料沉積，切除，或生長來進行物理地改變。
2.按照權(quán)利要求1的所述方法，其特征在于，所述材料的改變發(fā)生在所述波導(dǎo)微諧振器的所述核心。
3.按照權(quán)利要求1的所述方法，其特征在于，所述材料的改變發(fā)生在所述波導(dǎo)微諧振器的所述履層。
4.按照權(quán)利要求1的所述方法，其特征在于，所述改變導(dǎo)致所述波導(dǎo)微諧振器內(nèi)的光路長度的改變。
5.按照權(quán)利要求1的所述方法，其特征在于，所述改變導(dǎo)致所述波導(dǎo)微諧振器的耦合改變，這樣，導(dǎo)致所述波導(dǎo)微諧振器諧振的耦合效率和形狀的改變。
6.一種校正波導(dǎo)微諧振器的諧振位置或形狀的方法，其特征在于，包括將大量的電磁能聚焦在所述諧振器上。
7.按照權(quán)利要求6的所述方法，其特征在于，所述電磁能將大量熱能傳送到所述波導(dǎo)微諧振器的腔體核心。
8.按照權(quán)利要求6的所述方法，其特征在于，一種或多種材料包括所述波導(dǎo)微諧振器核心經(jīng)受物理或機械變化，或經(jīng)受折射率變化。
9.按照權(quán)利要求6的所述方法，其特征在于，所述電磁能將大量熱能傳送到所述波導(dǎo)微諧振器腔周圍的區(qū)域。
10.按照權(quán)利要求6的所述方法，其特征在于，所述電磁能包括所述波導(dǎo)微諧振器內(nèi)光路長度的改變。
11.按照權(quán)利要求6的所述方法，其特征在于，所述電磁能包括所述微諧振器耦合的改變；從而包括所述微諧振器諧振的耦合效率和形狀的改變。
12.一種高折射率差異波導(dǎo)微諧振器裝置，其特征在于，該諧振器裝置臨時改變諧振的位置或形狀，包括至少一層圖案化層核心，所述至少一層圖案化層核心含有至少一個諧振器和至少一個輸入/輸出波導(dǎo)；一層履層，圍繞所述核心，所述履層包括圍繞在所述核心的區(qū)域，除非臨時改變，漸逝區(qū)駐留在所述區(qū)域內(nèi)；非相交輸入和輸出波導(dǎo)；定義為調(diào)節(jié)區(qū)的至少一層薄層；及至少一個與所述核心不良電連接的電極，其中通過給所述至少一個電極施加電流或電壓，臨時改變諧振位置或形狀，以致引起所述調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)折射率的改變。
13.按照權(quán)利要求12的所述裝置，其特征在于，用于在所述微諧振器履層產(chǎn)生變化的裝置與所述輸入和輸出波導(dǎo)單片地結(jié)合在一起。
14.按照權(quán)利要求12的所述裝置，其特征在于，用于在所述微諧振器履層產(chǎn)生變化的裝置與所述輸入和輸出波導(dǎo)混合地結(jié)合在一起。
15.按照權(quán)利要求12的所述裝置，其特征在于，在所述輸入和輸出波導(dǎo)的所述鄰近區(qū)制造用于在所述微諧振器履層產(chǎn)生變化的裝置。
16.按照權(quán)利要求12的所述裝置，其特征在于，用于在所述微諧振器履層產(chǎn)生變化的裝置放置在與某一襯底接觸，將所述微諧振器配置在所述襯底上。
17.控制含有一個核心和履層的集成光路波導(dǎo)的偏振依賴性能的一種方法，其特征在于，包括按動態(tài)方式改變所述波導(dǎo)的對稱性。
18.按照權(quán)利要求17的所述方法，其特征在于，改變所述波導(dǎo)核心周圍的履層折射率的對稱性來改變所述波導(dǎo)的所述橫截面對稱性。
19.按照權(quán)利要求17的所述方法，其特征在于，改變所述波導(dǎo)的所述履層材料或所述核心的雙折射性來改變所述波導(dǎo)的所述橫截面對稱性。
20.按照權(quán)利要求17的所述方法，其特征在于，改變所述波導(dǎo)核心周圍的履層折射率的所述吸收來改變所述波導(dǎo)的所述偏振依賴損耗，其中所述波導(dǎo)包括一個高折射率波導(dǎo)。
21.控制含有核心和履層的集成光路波導(dǎo)諧振器的偏振依賴性能的一種方法，其特征在于，包括按動態(tài)或永久方式改變所述波導(dǎo)諧振器的橫截面對稱性。
22.按照權(quán)利要求21的所述方法，其特征在于，改變所述波導(dǎo)核心周圍的所述履層折射率對稱性來改變所述波導(dǎo)的所述橫截面對稱性。
23.按照權(quán)利要求21的所述方法，其特征在于，改變所述波導(dǎo)諧振器的履層材料或核心的所述雙折射性來改變所述波導(dǎo)諧振器的橫截面對稱性。
24.按照權(quán)利要求21的所述方法，其特征在于，改變所述對稱性導(dǎo)致每種所述微諧振器諧振模的兩種偏振的光路長度之間的相對變化。
25.按照權(quán)利要求21的所述方法，其特征在于，改變所述履層導(dǎo)致所述微諧振器耦合的改變，導(dǎo)致每種所述微諧振器諧振模的所述兩種偏振的耦合效率之間的相對變化。
26.一種裝置，其特征在于，包括一層平面襯底；一個波導(dǎo)微諧振器，包括一層圖案化核心層和圍繞所述核心的履層，所述履層包括圍繞所述核心的區(qū)域，一層漸逝區(qū)駐留在所述區(qū)域內(nèi)；及一個壓感元件，與所述履層的至少一部分接觸。
27.按照權(quán)利要求26的所述裝置，其特征在于，所述壓感元件包括能改變形狀的一層材料層。
28.按照權(quán)利要求26的所述裝置，其特征在于，通過施加電流或電壓感應(yīng)出壓力。
29.按照權(quán)利要求26的所述裝置，其特征在于，通過施加局部壓力調(diào)節(jié)所述微諧振器的諧振。
30.按照權(quán)利要求26的所述裝置，其特征在于，所述壓感元件與所述微諧振器集成在芯片內(nèi)。
31.按照權(quán)利要求26的所述裝置，其特征在于，所述壓感元件包括用于局部壓力控制的一層圖案化層。
32.按照權(quán)利要求26的所述裝置，其特征在于，所述壓感元件空間上與所述微諧振器分開，以致通過來自所述壓感元件的壓力場只能改變所述微諧振器的諧振。
33.調(diào)節(jié)含有核心和履層的一個波導(dǎo)微諧振器諧振的一種方法，其特征在于，包括用壓感元件施加一個壓力，以引起在所述核心或履層中的折射率變化。
34.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，所述壓感元件包括能改變形狀的一層材料層。
35.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，通過施加電流或電壓感應(yīng)出壓力。
36.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，通過施加局部壓力調(diào)節(jié)所述微諧振器的所述諧振。
37.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，所述壓感元件與所述微諧振器集成到芯片內(nèi)。
38.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，所述壓感元件包括用于局部壓力控制的一層圖案化層。
39.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，依據(jù)通過所述施加壓力感應(yīng)的張力可恢復(fù)性，永久或臨時地調(diào)節(jié)所述諧振。
40.按照權(quán)利要求33的所述方法，其特征在于，所述壓感元件空間上與所述微諧振器分開，以致來自所述壓感元件的壓力場只能改變所述微諧振器的所述諧振。
全文摘要
調(diào)節(jié)、切換或調(diào)制、或通常改變波導(dǎo)微諧振器諧振的幾種方法。通過精細地改變該微諧振器的尺寸，通過改變該裝置的局部物理結(jié)構(gòu)或通過改變該微諧振器內(nèi)諧振模的有效和總折射率，能夠永久地或臨時地改變諧振。此外，改變波導(dǎo)周圍的折射率分布的非對稱性能夠改變該波導(dǎo)的雙折射性，并允許控制該波導(dǎo)內(nèi)的偏振。這種折射率分布的改變可以用于改變該諧振器的偏振依賴性或雙折射性。
文檔編號G02B6/126GK1494662SQ01819209
公開日2004年5月5日 申請日期2001年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者D·R·利姆, L·C·吉姆林, D R 利姆, 吉姆林 申請人:馬薩諸塞州技術(shù)研究院