光开关是实现全光交换的核心器件，光开关的研究已成为全光通信领域研究的焦点。本文首先对光开关的原理进行归纳，总结光开关的应用范围。对传统机械式光开关、微电子机械式光开关、热光开关进行了进一步地划分，分析了它们的结构形式和性能特点。设计了光开关性能评价指标体系，对常见的4种光开关进行了定性与定量对比，指出不同类型光开关的优点和不足之处。

合成了一种新型的材料氟化超支化聚酰亚胺（FHBPI），用于热光波导开关应用。 这种材料具有很高的热稳定性。 采用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析（TGA）评估玻璃化转变温度（Tg）和热分解温度（Td，T-5％）。 结果表明，Tg和Td，T-5％分别为189和596℃。 FHBPI的薄膜质量非常好。 原子力显微镜（AFM）显示出FHBPI薄膜的表面粗糙度为0.54 nm。 FHBPI在红外通信区域具有很高的光学透明度。 热光开关设备是由FHBPI设计，制造和测试的。 开关的上升时间和下降时间分别为267.9和254.1μs。

利用聚合物/SiO2混合材料脊形波导结构以及化学气相沉积(CVD)、涂膜和湿法刻蚀等工艺,设计并制备了一种低功耗马赫-曾德尔干涉(MZI)热光开关。测试了波导芯层和包覆层材料的色散特性,模拟分析了器件的输出功率和光谱性能。以可调谐激光器作为光源,实验测试了所制备器件的开关、响应和光谱特性。在1 550nm中心波长下,器件的开关功耗约为7.8mW,ON与OFF状态间的消光比达32.6dB。在纯净方波驱动电压信号(峰峰值为3 Vpp)作用下,测得器件的上升和下降时间分别为107和71μs。保持器件在1 550nm波长下的驱动功率不变,测得器件的输出光谱约为50nm(1 520～1 570nm),且...

我们提出并演示了一种基于pn结的反向击穿的快速有效的硅热光开关。 通过将pn结嵌入到波导中心而直接加热硅波导，受益于对20μm半径的微环谐振器进行330/450 ns的开/关时间快速切换和0.12 nm / mW的有效热调谐，表明只有8.8兆瓦的高品质因数。 亩这里的结果显示出在未来的光学互连中的巨大应用潜力。

通过使用混合二氧化硅/聚合物波导结构并优化包层下二氧化硅和PMMA-GMA的厚度，Mach-Zehnder干涉仪（MZI）热光（TO）开关的响应速度和功耗得到了改善上覆层。 采用包括化学气相沉积（CVD），旋涂和湿蚀刻的制造技术来开发开关样品。 在1550nm波长下，测得的ON和OFF状态下的驱动功率分别为0和13mW，表明开关功率为13mW。 ON状态下的光纤插入损耗为15dB，ON状态和OFF状态之间的消光比为18.3dB，上升时间和下降时间分别为73.5和96.5s。 与基于Si / SiO2或全聚合物波导结构的TO开关相比，该器件具有低功耗和响应速度快的优点，这归因于其聚合物芯的TO系数大，上/下包层薄且体积大。二氧化硅的导热性。