專(zhuān)利名稱(chēng)：光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及光通信技術(shù)，特別地，涉及一種可應(yīng)用于光通信系統(tǒng)的光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，傳輸媒介可以分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)兩類(lèi)。無(wú)線(xiàn)傳輸媒介主要包括微波線(xiàn)路和同步衛(wèi)星線(xiàn)路，而有線(xiàn)傳輸媒介主要包括銅線(xiàn)電纜和光纖電纜。進(jìn)入數(shù)字通信時(shí)代之后，由于銅線(xiàn)電纜的信息容量太小，無(wú)法適應(yīng)飛速發(fā)展的數(shù)字通信需要，而光纖的信息容量比銅線(xiàn)可高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此，以光纖作為傳輸媒介的光通信技術(shù)，越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注。隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，光通信系統(tǒng)中對(duì)于光開(kāi)關(guān)的性能要求越來(lái)越高。光開(kāi)關(guān)是一種可以對(duì)光傳輸線(xiàn)路中的光信號(hào)進(jìn)行通道轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件，其可以廣泛應(yīng)用在全光層的路由選擇、波長(zhǎng)選擇和光交叉連接等功能的實(shí)現(xiàn)上。光開(kāi)關(guān)主要包括機(jī)械式光開(kāi)關(guān)和波導(dǎo)光開(kāi)關(guān)，其中，基于微機(jī)械系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)的光開(kāi)關(guān)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS光開(kāi)關(guān)，由于其具有插入損耗低、功耗低、與波長(zhǎng)和調(diào)制方式無(wú)關(guān)、壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為光開(kāi)關(guān)技術(shù)的主流。傳統(tǒng)的MEMS光開(kāi)關(guān)主要是通過(guò)半導(dǎo)體制造工藝將微鏡構(gòu)筑在半導(dǎo)體基片(如硅襯底)的上方，其中該微鏡通過(guò)微機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行可活動(dòng)地設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)將電、機(jī)械和光集成為一塊芯片。MEMS光開(kāi)關(guān)的基本工作原理是通過(guò)靜電力或電磁力作用，使該可活動(dòng)的微鏡進(jìn)行升降、旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)，從而改變輸入光的傳播方向以實(shí)現(xiàn)光路的導(dǎo)通和關(guān)斷。現(xiàn)有的MEMS光開(kāi)關(guān)中，光開(kāi)關(guān)狀態(tài)的鎖定(Latching)功能通常是采用齒輪嚙合或者卡鉤/卡扣相扣合的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，該鎖定結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜且需要占據(jù)非常大的芯片面積，因此，現(xiàn)有的MEMS光開(kāi)關(guān)難以擴(kuò)展到在一個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)具有多個(gè)微鏡陣列的光開(kāi)關(guān)陣列，即難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集成。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列。本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)包括半導(dǎo)體襯底，其包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说牡谝慌まD(zhuǎn)梁，所述第一扭轉(zhuǎn)梁用于帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；微反射鏡， 其設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面；第一鎖定結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述第一扭轉(zhuǎn)梁表面，且包括形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料層和熱場(chǎng)源，所述熱場(chǎng)源用于為所述FSR材料層提供熱場(chǎng)，所述FSR材料層用于在所述熱場(chǎng)作用下發(fā)生形態(tài)重塑，以將所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)陣列包括玻璃基板和設(shè)置在玻璃基板上的多個(gè)光開(kāi)關(guān)單元，所述光開(kāi)關(guān)單元包括半導(dǎo)體襯底，其包括轉(zhuǎn)動(dòng)部和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说呐まD(zhuǎn)梁，所述第一扭轉(zhuǎn)梁用于帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；微反射鏡，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面；鎖定結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述扭轉(zhuǎn)梁表面，且包括形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料層， 所述FSR材料層用于在所述光開(kāi)關(guān)單元的內(nèi)部集成熱場(chǎng)作用下發(fā)生形態(tài)重塑，以將所述轉(zhuǎn)動(dòng)部和所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列通過(guò)在光開(kāi)關(guān)的鎖定結(jié)構(gòu)中采用形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料，并利用所述FSR材料對(duì)所述光開(kāi)關(guān)的開(kāi)光狀態(tài)切換后進(jìn)行狀態(tài)鎖定， 由于所述FSR材料具有形變記憶和結(jié)構(gòu)重塑，因此其可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)所述光開(kāi)關(guān)的狀態(tài)鎖定，一方面不需要占用很大的芯片面積，另一方面使得所述光開(kāi)關(guān)容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集成。


圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示光開(kāi)關(guān)沿II-II線(xiàn)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示的光開(kāi)關(guān)的反向結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)陣列的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)和光開(kāi)關(guān)陣列進(jìn)行詳細(xì)描述。為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)通過(guò)在其鎖定結(jié)構(gòu)中采用形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料，并利用所述FSR材料對(duì)所述光開(kāi)關(guān)的開(kāi)光狀態(tài)切換后進(jìn)行狀態(tài)鎖定，由于所述FSR材料具有形變記憶和結(jié)構(gòu)重塑，因此其可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)所述光開(kāi)關(guān)的狀態(tài)鎖定，一方面不需要占用很大的芯片面積，另一方面使得所述光開(kāi)關(guān)容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集成。比如，所述光開(kāi)關(guān)可以為MEMS光開(kāi)關(guān)，其包括具有轉(zhuǎn)動(dòng)部和扭轉(zhuǎn)梁的半導(dǎo)體襯底、設(shè)置在該轉(zhuǎn)動(dòng)部表面的微反射鏡，以及設(shè)置在該扭轉(zhuǎn)梁表面的鎖定結(jié)構(gòu)，其中，該扭轉(zhuǎn)梁可用于帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，該鎖定結(jié)構(gòu)可包括O7Ormklf Remolding, FSR)材料層和熱場(chǎng)源(比如電阻絲)，所述熱場(chǎng)源用于為所述FSR材料層提供熱場(chǎng)，所述FSR材料層用于在所述熱場(chǎng)作用下發(fā)生形態(tài)重塑，以將所述轉(zhuǎn)動(dòng)部和所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。比如，在具體實(shí)施例中，所述FSR材料層可以包括合金材料，所述合金材料在所述熱場(chǎng)源提供的熱場(chǎng)作用下由固態(tài)合金轉(zhuǎn)換為液態(tài)合金，且所述液態(tài)合金在所述扭轉(zhuǎn)梁的激勵(lì)下發(fā)生形態(tài)重塑，并在所述熱場(chǎng)移除后重新凝固為固態(tài)合金。以下結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明光開(kāi)關(guān)一種具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的介紹。請(qǐng)一并參閱圖1和圖2，其中圖1為本發(fā)明光開(kāi)關(guān)一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1所示光開(kāi)關(guān)沿II-II線(xiàn)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。所述光開(kāi)關(guān)100包括半導(dǎo)體襯底110、微反射鏡120、第一鎖定結(jié)構(gòu)130和第二鎖定結(jié)構(gòu)140。其中，該半導(dǎo)體襯底110可以為硅襯底，其包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111、第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112、 第一扭轉(zhuǎn)梁113和第二扭轉(zhuǎn)梁114。所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111具有一圓形結(jié)構(gòu)，其直徑為dl ；所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112具有一環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑和外徑分別為d2和d3。在本實(shí)施例中，dl<d2， 且所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111設(shè)置于所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112的中心位置，并通過(guò)所述第一扭轉(zhuǎn)梁113與所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112相連。并且，所述微反射鏡120可以設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111的表面。在具體實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底110的第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111、第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112、第一扭轉(zhuǎn)梁113和第二扭轉(zhuǎn)梁114可以為一體的，比如，所述半導(dǎo)體襯底110可以為沉積在玻璃基板表面的半導(dǎo)體層，且所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111、第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112、第一扭轉(zhuǎn)梁113和第二扭轉(zhuǎn)梁 114可以是通過(guò)對(duì)所述沉積在玻璃基板的半導(dǎo)體層進(jìn)行光刻加工而成，其中所述第一扭轉(zhuǎn)梁113和第二扭轉(zhuǎn)梁114所在位置的半導(dǎo)體層的厚度小于所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111和第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112，從而使得所述半導(dǎo)體襯底110在所述第一扭轉(zhuǎn)梁113和第二扭轉(zhuǎn)梁114所在區(qū)域分別具有下凹部，比如凹槽。所述第一扭轉(zhuǎn)梁113可包括兩個(gè)部分，以下稱(chēng)為第一梁體和第二梁體，二者分別沿所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111的徑向從所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111兩端外壁向外延伸而成，并進(jìn)一步連接到所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112的內(nèi)壁的對(duì)應(yīng)位置。所述第一扭轉(zhuǎn)梁113作為所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部 111的扭轉(zhuǎn)梁，其可在外部激勵(lì)下進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111以所述第一扭轉(zhuǎn)梁 113的延伸方向?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)軸向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。由于所述微反射鏡120設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111 表面，當(dāng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其可帶動(dòng)所述微反射鏡120沿相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變所述微反射鏡120的位置以使其可進(jìn)一步對(duì)輸入光的傳輸方向進(jìn)行切換。比如，通過(guò)控制所述第一扭轉(zhuǎn)梁113的扭轉(zhuǎn)角度，可實(shí)現(xiàn)控制所述微反射鏡120是否對(duì)輸入光進(jìn)行反射， 從而進(jìn)一步使得所述光開(kāi)關(guān)100可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入光的光路進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉。所述第一扭轉(zhuǎn)梁113的第一梁體和第二梁體所在局域分別形成有下凹部，且所述第一鎖定結(jié)構(gòu)130可設(shè)置在所述第一梁體和第二梁體表面，并收容在所述下凹部。所述第一鎖定結(jié)構(gòu)130可以用于對(duì)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111在轉(zhuǎn)動(dòng)前后進(jìn)行位置鎖定(Latching)，從而實(shí)現(xiàn)所述光開(kāi)關(guān)100的閉鎖功能。在本實(shí)施例中，所述第一鎖定結(jié)構(gòu)130包括形態(tài)自適應(yīng)重塑(R)rm Self Remolding, FSR)材料層131、絕緣層132和電阻絲133。所述FSR材料層131填充在所述下凹部，即該FSR材料層131可內(nèi)嵌在所述第一扭轉(zhuǎn)梁113內(nèi)部，所述絕緣層132覆蓋在所述FSR材料層131表面，所述電阻絲133沉積在所述絕緣層132表面。其中，所述FSR材料層131所采用的材料，即FSR材料，是一種可在微米/納米尺度上以模擬方式進(jìn)行形變記憶和結(jié)構(gòu)重塑的材料，其具體存在形態(tài)可以為低熔點(diǎn)的合金、 金屬或者聚合物。為便于描述，以下以低熔點(diǎn)合金作為實(shí)例對(duì)所述光開(kāi)關(guān)100進(jìn)行介紹，所述低熔點(diǎn)合金可以在所述電阻絲133的加熱作用下熔化成液態(tài)合金。具體地，當(dāng)所述扭轉(zhuǎn)梁113在外部激勵(lì)下帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部131 (連同設(shè)置在其表面的微反射鏡120)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)對(duì)所述電阻絲133進(jìn)行通電，可以使所述電阻絲133發(fā)熱并產(chǎn)生熱場(chǎng)，所述熱場(chǎng)可以通過(guò)所述絕緣層132傳遞至所述FSR材料層131。所述內(nèi)嵌在第一扭轉(zhuǎn)梁113的內(nèi)部的FSR材料，如低熔點(diǎn)合金，在所述電阻絲133提供的集成熱場(chǎng)作用下由固態(tài)合金轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)合金，并在所述扭轉(zhuǎn)梁113的形變激勵(lì)下發(fā)生形態(tài)重塑。當(dāng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)設(shè)角度時(shí)，所述液態(tài)合金達(dá)到所要求的形變量，此時(shí)可斷開(kāi)流經(jīng)所述電阻絲133的電流以移除所述熱場(chǎng)。在熱場(chǎng)移除之后，所述液態(tài)合金經(jīng)散熱冷卻重新凝固為固態(tài)合金，由此將所述第一扭轉(zhuǎn)梁113和所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111 (連同設(shè)置在其表面的為反射鏡120)鎖定在扭轉(zhuǎn)后的角度。另一方面，若要使所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111(連同設(shè)置在其表面的為反射鏡120)恢復(fù)到初始位置，可通過(guò)外部激勵(lì)使得所述扭轉(zhuǎn)梁113沿反方向扭轉(zhuǎn)，且同時(shí)通過(guò)對(duì)所述電阻絲133重新通電以使其再次產(chǎn)生熱場(chǎng)，在該熱場(chǎng)作用下所述低熔點(diǎn)合金重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)合金并發(fā)生形態(tài)重塑。當(dāng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111恢復(fù)到初始位置時(shí)，所述液態(tài)合金恢復(fù)為原始形態(tài)，此時(shí)斷開(kāi)所述電阻絲133的電流以移除該熱場(chǎng)，使得所述液態(tài)合金將重新凝固為固態(tài)合金，從而將所述扭轉(zhuǎn)梁113連同所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111鎖定在初始位置。請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1和圖2，所述第二扭轉(zhuǎn)梁114和所述第二鎖定結(jié)構(gòu)140的結(jié)構(gòu)可以與所述第一扭轉(zhuǎn)梁113和所述第一鎖定結(jié)構(gòu)130相同。比如，所述第二扭轉(zhuǎn)梁114也可以包括兩個(gè)部分，二者分別沿所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112的徑向從所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112兩端外壁向外延伸而成，并進(jìn)一步連接到外部相關(guān)的元器件(圖未示)，且所述第二扭轉(zhuǎn)梁114的延伸方向可以與所述第一扭轉(zhuǎn)梁113的延伸方向相垂直。所述第二扭轉(zhuǎn)梁114作為所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112的扭轉(zhuǎn)梁，其可在外部激勵(lì)下進(jìn)行扭轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112以所述第二扭轉(zhuǎn)梁114的延伸方向?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)軸向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。由于所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111通過(guò)所述第一扭轉(zhuǎn)梁113與所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112相連，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部111的轉(zhuǎn)動(dòng)可以進(jìn)一步通過(guò)所述第一扭轉(zhuǎn)梁113帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，以使所述微反射鏡120進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在另一個(gè)方向?qū)斎牍獾膫鬏敺较蜻M(jìn)行控制。以下簡(jiǎn)單介紹說(shuō)明本實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)100如何對(duì)輸入光的傳輸方向進(jìn)行切換。當(dāng)所述微反射鏡120位于原始位置時(shí)，傳輸方向?yàn)锳的輸入光可直接沿方向A進(jìn)行傳輸；當(dāng)所述第一扭轉(zhuǎn)梁113帶動(dòng)所述微反射鏡120以所述第一扭轉(zhuǎn)梁113的延伸方向?yàn)檩S向轉(zhuǎn)動(dòng)至第一預(yù)設(shè)角度α?xí)r，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)后的微反射鏡120的反射作用，所述光開(kāi)關(guān)100可以實(shí)現(xiàn)將所述輸入光的傳輸方向由A轉(zhuǎn)換為B ；當(dāng)所述第二扭轉(zhuǎn)梁114帶動(dòng)所述微反射鏡 120以所述第二扭轉(zhuǎn)梁114的延伸方向?yàn)檩S向轉(zhuǎn)動(dòng)至第二預(yù)設(shè)角度β時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)后的微反射鏡120的反射作用，所述光開(kāi)關(guān)100可實(shí)現(xiàn)將所述輸入光的傳輸方向由A轉(zhuǎn)換為C。進(jìn)一步地，請(qǐng)一并參閱圖1和圖3，其中圖3為圖1所示的光開(kāi)關(guān)100的反向結(jié)構(gòu)示意圖。所述光開(kāi)關(guān)100還可包括多個(gè)電極，比如分別設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111的頂面和底面的第一電極135和第二電極136，以及分別設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112的頂面和底面的第三電極137和第四電極138。其中所述第一電極135和第二電極136可通過(guò)設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底110和所述絕緣層132內(nèi)部的通孔(圖未示)分別連接到所述電阻絲133兩端，相類(lèi)似地，所述第三電極137和第四電極138可通過(guò)通孔連接到所述第二鎖定結(jié)構(gòu)140 內(nèi)部的電阻絲的兩端。所述第一鎖定結(jié)構(gòu)130中的電阻絲133可通過(guò)設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部111頂面和底面的第一電極135和第二電極136接收到外部提供的電源，并在所述電源驅(qū)動(dòng)下為所述FSR材料層131提供所述熱場(chǎng)。相類(lèi)似的，所述第二鎖定結(jié)構(gòu)140中的電阻絲(未標(biāo)示)可通過(guò)設(shè)置在所述的第二轉(zhuǎn)動(dòng)部112頂面和底面的第三電極137和第四電極 138接收外部提供的電源，并在所述電源驅(qū)動(dòng)下為所述第二鎖定結(jié)構(gòu)140中的FSR材料層 (為標(biāo)示)提供熱場(chǎng)。在具體實(shí)施例中，所述第一電極135和所述微反射鏡120都可以采用具有高反射率的金屬材料，且二者可以為一體的。在其他替代實(shí)施例中，所述微反射鏡120 還可以為所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部120的硅材料進(jìn)行拋光而形成的，而所述第一電極135直接設(shè)置在該第一轉(zhuǎn)動(dòng)部120表面。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案利用所述FSR材料對(duì)光開(kāi)關(guān)100的微反射鏡120位置改變后進(jìn)行鎖定，由于所述FSR材料具有形變記憶和結(jié)構(gòu)重塑，因此其可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)所述光開(kāi)關(guān)100的狀態(tài)鎖定，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)100 —方面不需要占用很大的芯片面積，另一方面容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的集成。基于上述實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)100，本發(fā)明實(shí)施例還進(jìn)一步提供一種光開(kāi)關(guān)陣列。 請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)陣列600的平面結(jié)構(gòu)示意圖。所述光開(kāi)關(guān)陣列 600包括玻璃基板610和設(shè)置在所述玻璃基板610上的多個(gè)光開(kāi)關(guān)單元620。所述光開(kāi)關(guān)單元620可以采用上述實(shí)施例提供的光開(kāi)關(guān)100，且其以M*N矩陣的方式設(shè)置在所述玻璃基板610表面。所述光開(kāi)關(guān)單元620的具體結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程可以參閱以上實(shí)施例，此處不在贅述。通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
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權(quán)利要求
1.一種光開(kāi)關(guān)，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底，其包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说牡谝慌まD(zhuǎn)梁，所述第一扭轉(zhuǎn)梁用于帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；微反射鏡，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面；第一鎖定結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述第一扭轉(zhuǎn)梁，其包括形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料層和熱場(chǎng)源， 所述熱場(chǎng)源用于為所述FSR材料層提供熱場(chǎng)，所述FSR材料層用于在所述熱場(chǎng)作用下發(fā)生形態(tài)重塑，以將所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述FSR材料層包括合金材料，所述合金材料用于在所述熱場(chǎng)源提供的熱場(chǎng)作用下由固態(tài)合金轉(zhuǎn)換為液態(tài)合金，且所述液態(tài)合金在所述扭轉(zhuǎn)梁的激勵(lì)下發(fā)生形態(tài)重塑，并在所述熱場(chǎng)移除后重新凝固為固態(tài)合金。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部具有圓形結(jié)構(gòu)，所述第一扭轉(zhuǎn)梁包括第一梁體和第二梁體，所述第一梁體和第二梁體分別沿所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的徑向并從所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说耐獗谙蛲庋由於伞?br> 4.如權(quán)利要求3所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底在所述第一扭轉(zhuǎn)梁的第一梁體和第二梁體所在區(qū)域分別具有下凹部，且所述鎖定結(jié)構(gòu)收容在所述下凹部。
5.如權(quán)利要求3所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底還包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)部和位于所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说牡诙まD(zhuǎn)梁，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部具有環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部的中心位置并通過(guò)所述第一扭轉(zhuǎn)梁與所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部相連接，所述第二扭轉(zhuǎn)梁從所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说耐獗谙蛲庋由於桑移溲由旆较蚺c所述第一扭轉(zhuǎn)梁的延伸方向相垂直，所述第二扭轉(zhuǎn)梁用于帶動(dòng)所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)部連同所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部沿另一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，還包括第二鎖定結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述第二扭轉(zhuǎn)梁表面，且其結(jié)構(gòu)與所述第一鎖定結(jié)構(gòu)相同，所述第二鎖定結(jié)構(gòu)用于在所述第一、第二轉(zhuǎn)動(dòng)部受所述第二扭轉(zhuǎn)梁帶動(dòng)而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)后將所述第一、第二轉(zhuǎn)動(dòng)部連同所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述微反射鏡在初始位置不對(duì)輸入光的傳輸方向進(jìn)行處理，當(dāng)其在所述第一扭轉(zhuǎn)梁帶動(dòng)下隨所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部轉(zhuǎn)動(dòng)到第一預(yù)設(shè)角度后將輸入光反射到第一預(yù)設(shè)方向，而當(dāng)其在所述第二扭轉(zhuǎn)梁帶動(dòng)下隨第一和第二轉(zhuǎn)動(dòng)部轉(zhuǎn)動(dòng)到第二預(yù)設(shè)角度后將輸入光發(fā)射到第二預(yù)設(shè)方向。
8.如權(quán)利要求5所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部、第二轉(zhuǎn)動(dòng)部、第一扭轉(zhuǎn)梁和第二扭轉(zhuǎn)梁為一體的，其分別通過(guò)對(duì)硅材料進(jìn)行光刻加工而形成，且所述第一扭轉(zhuǎn)梁和第二扭轉(zhuǎn)梁所在位置的硅材料厚度小于所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和第二轉(zhuǎn)動(dòng)部所在位置的硅材料厚度。
9.如權(quán)利要求3所述的光開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述熱場(chǎng)源為電阻絲，所述半導(dǎo)體襯底還包括第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極分別設(shè)置在所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的頂面和底面，二者分別連接到所述電阻絲的兩端，用于將外部電源傳遞給所述電阻絲以使其發(fā)熱產(chǎn)生熱場(chǎng)。
10.一種光開(kāi)關(guān)陣列，其特征在于，包括玻璃基板和設(shè)置在玻璃基板上的多個(gè)光開(kāi)關(guān)單元，所述光開(kāi)關(guān)單元包括半導(dǎo)體襯底，其包括轉(zhuǎn)動(dòng)部和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说呐まD(zhuǎn)梁，所述第一扭轉(zhuǎn)梁用于帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；微反射鏡，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面；鎖定結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述扭轉(zhuǎn)梁表面，且包括形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料層，所述FSR材料層用于在所述光開(kāi)關(guān)單元的內(nèi)部集成熱場(chǎng)作用下發(fā)生形態(tài)重塑，以將所述轉(zhuǎn)動(dòng)部和所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種光開(kāi)關(guān)，其包括半導(dǎo)體襯底，其包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)部?jī)啥说牡谝慌まD(zhuǎn)梁，所述第一扭轉(zhuǎn)梁用于帶動(dòng)所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；微反射鏡，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體襯底的第一轉(zhuǎn)動(dòng)部的表面；第一鎖定結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述第一扭轉(zhuǎn)梁表面，且包括形態(tài)自適應(yīng)重塑FSR材料層和熱場(chǎng)源，所述熱場(chǎng)源用于為所述FSR材料層提供熱場(chǎng)，所述FSR材料層用于在所述熱場(chǎng)作用下發(fā)生形態(tài)重塑，以將所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)部和所述微反射鏡鎖定在轉(zhuǎn)動(dòng)后的位置。本發(fā)明實(shí)施例還進(jìn)一步公開(kāi)了一種光開(kāi)關(guān)陣列。
文檔編號(hào)G02B26/08GK102262293SQ201010190130
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者吳文剛, 張海霞, 溫運(yùn)生, 趙峻, 陳慶華 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司