摘要：通过一道光改变另一道光的传输路线是光子集成网络中重要而长远的目标,然而,由于硅材料的光学非线性较弱,在硅材料上实现开关的全光控制难以实现.因此本文提出了一种由光梯度力驱动的纳米硅基光开关,实现了硅基光开关的全光控制.该光开关由一个部分悬空的微环谐振器和一个交叉波导结构构成,当通入一道控制光时,悬空的微环谐振器在光梯度力的作用下发生弯曲,微环谐振器的谐振波长随之发生变化,从而实现光信号的传输路线发生改变.该光开关利用纳米光子制造技术在标准绝缘体上硅晶圆上制造,实验数据得出其最小消光比为10.67 d B,最大串扰为-11.01 d B,开关时间分别为180 ns和170 ns.该光开关具有尺寸小,响应速度快,低损耗和可拓展等优点,在片上集成光路、高速信号处理以及下一代光纤通信网络中具有潜在应用.

关键词：光开关 光梯度力 微环谐振器 绝缘体上硅 

单位：西安交通大学机械工程学院 西安710049 西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室 西安710049 新加坡南洋理工大学电子电气学院 新加坡639798