CN102608776A - 一种新型宽光谱mzi电光开关 - Google Patents
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Abstract
一种新型宽光谱MZI电光开关，属于导波光学、集成光电子学及光通信技术，用于完成任意中心波长下信道的选择、切换、自愈、保护和上、下路复用，克服传统电光开关输出光谱较窄、无法适用于多个信道的缺点。包括MZI电光区、N阶和M阶相位发生器、波导连接区1和2、输入和输出波导区。MZI电光区通过波导连接区1和2分别与N阶和M阶相位发生器相连，N阶和M阶相位发生器分别和输入、输出波导区相连。当波长变化时，N阶和M阶相位发生器产生的总相移能补偿MZI电光区的相移漂移，使总相移和总输出光功率趋于恒定，降低了波长依赖性。本发明可降低波分复用***中电光开关设计的复杂度，改善光通信***和可重组片上光网络的性能。
Description
技术领域
本发明属于导波光学、集成光电子学及光通信技术，具体涉及一种新型宽光谱MZI电光开关。
背景技术
近年来，基于化合物半导体材料、聚合物材料和晶体材料的电光开关及其阵列的设计和制作已取得较大进展。为了有效降低开关电压、放宽波长漂移和尺寸公差范围、降低***损耗和串扰以及降低器件尺寸，人们研究并报道了基于载流子注入效应、线性电光效应和光折变效应等不同波导结构以及电极结构的电光调制器开关。在波分复用(WDM)光通信***中，具有宽的光谱并可适用于各条通信信道的切换是光开关的一个必备特性。然而我们发现对于所报道的传统结构定向耦合电光开关以及传统结构马赫—曾德尔(MZI)电光开关，其串扰随着波长漂移的增大而迅速增大，这将造成器件的输出光谱较窄，当串扰小于-30 dB时，理论上该光谱范围小于60 nm。如果WDM***的覆盖波长范围大于60 nm，这些电光开关将不能实现正常的开关功能，造成***性能的恶化。为了最大程度地降低波长漂移的影响并拓宽光谱范围，本发明专利设计了一种基于一个N阶相位发生器和一个M阶相位发生器的新型宽光谱MZI电光开关结构，器件可工作于S+C+L波段。当N = M时，构成对称结构，当N ≠ M时，构成非对称结构，且N + M ≥ 1。其主要原理是由波长漂移造成的MZI电光区相移的漂移可以通过两个相位发生器产生的相移进行补偿，进而使得器件两个波导中光波模式间的相移在任意波长下都保持恒定，由于器件输出光功率取决于总相移，因此器件将获得较宽的输出光谱。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型宽光谱MZI电光开关，工作于S+C+L波段，用于具有宽光谱、多信道的光通信波分复用***，完成任意中心波长下信道的选择和切换、信道的自愈和保护、信道的上、下路复用，克服传统定向耦合或者MZI电光开关输出光谱较窄、无法适用于多个信道的缺点。
本发明采用的技术方案是：
1. 包含如下单元：MZI电光区、N阶相位发生器、M阶相位发生器、波导连接区1、波导连接区2、输入波导区和输出波导区；各单元的连接关系为：MZI电光区的输入端通过波导连接区1与N阶相位发生器的输出端相连，MZI电光区的输出端通过波导连接区2与M阶相位发生器的输入端相连，N阶相位发生器的输入端通过输入波导区与输入单模光纤相连，M阶相位发生器的输出端通过输出波导区与输出单模光纤相连；MZI电光开关具有一个输入口和一个输出口，输入口为输入波导区上分支波导的输入端，输出口为输出波导区下分支波导的输出端，二者分别和输入、输出单模光纤相连；输入口的及输出口的波导截面尺寸与输入、输出单模光纤尺寸相仿。
MZI电光区的长度为L EO，两波导间距为d；包括波导和电极两部分，波导为双金属包层型单模波导，衬底为硅(Si)，上、下缓冲层均为非电光聚合物材料，芯层为电光聚合物材料，上限制层为空气，地电极置于衬底和下缓冲层之间，两表面电极置于上缓冲层上并被上限制层覆盖；N阶相位发生器包含标注为DC 11、DC 12、…、DC 1(N + 1)共N + 1个定向耦合器单元，以及标注为ODL 11、ODL12、…、ODL 1N共N个光延迟线单元；N阶相位发生器由DC 11、ODL 11、DC 12、ODL 12、…、DC 1N、ODL 1N、DC1 (N+1)级联而成，N阶相位发生器的输入端A1、B1与DC11的上、下波导的输入端通过弯曲波导相连，N阶相位发生器的输出端C1、D1与DC 1(N+1)的上、下波导的输出端通过弯曲波导相连；各定向耦合器单元具有独立的耦合间距和耦合区长度，各光延迟线单元具有独立的路径差；
M阶相位发生器包含标注为DC 2(M + 1)、DC 2M、…、DC 21共M + 1个定向耦合器单元，以及标注为ODL 2M、…、ODL 22、ODL 21共M个光延迟线单元；M阶相位发生器由DC 2(M+1)、ODL 2M、DC 2M、…、ODL 22、DC 22、ODL 21、DC 21级联而成，M阶相位发生器的输入端C2、D2与DC 2(M+1)的上、下波导的输入端通过弯曲波导相连，M阶相位发生器的输出端A2、B2与DC 21的上、下波导的输出端通过弯曲波导相连；各定向耦合器单元具有独立的耦合间距和耦合区长度，各光延迟线单元具有独立的路径差；N阶、M阶相位发生器、波导连接区1、波导连接区2、输入波导区和输出波导区的波导为单金属包层型单模波导，衬底为硅(Si)，上、下缓冲层均为非电光聚合物材料，芯层为电光聚合物材料，上限制层为空气，地电极置于衬底和下缓冲层之间。
2. N阶或M阶相位发生器的各光延迟线单元的上分支波导长度大于下分支波导长度时，光延迟线单元的路径差大于0；相位发生器的各光延迟线单元的上分支波导长度小于下分支波导长度时，光延迟线单元的路径差小于0；两个相位发生器的阶数N和M的数值满足N + M > 0，且均为整数；N和M相等时，器件为对称结构，N和M不相等时，器件为非对称结构。
3. 采用一种新型非线性最小均方优化算法对N阶、M阶相位发生器做结构优化，具体过程是：给定器件工作波长的范围，并在该范围内计算MZI电光区相移漂移的范围；推导N阶相位发生器和M阶相位发生器的振幅传递函数，并计算二者产生的总相移表达式；利用拟合方法，将总相移表达式中的非结构参数转变为相位发生器结构参数和工作波长的函数；给定各结构参数的初值、递变步长和精度值，利用非线性最小均方优化算法，搜索使N阶相位发生器和M阶相位发生器总相移和MZI相移漂移均方误差最小的结构参数值；判断参数值的有效性和均方误差的精度；如不满足要求，则改变参数初始值，重新搜索，否则，退出优化循环过程，得到N阶、M阶相位发生器优化参数值。
4. 波导连接区1、波导连接区2、输入波导区和输出波导区的波导形状为弯曲波导；输入波导区、输出波导区中两波导输出端的间距大于单模光纤直径。
5. MZI电光区两表面电极的外加电压分别为U 1和U 2，在工作状态下，MZI电光区的两表面电极电压U 1和U 2为外加驱动电压且极性相反，形成推挽驱动；在极化状态下，MZI电光区的两表面电极电压U 1和U 2均为为极化电压，形成同相极化。
6. 施加在MZI电光区两表面电极上的电压为ON状态电压时，输出口的光功率达到最大值；施加在MZI电光区两表面电极上的电压为OFF状态电压时，输出口的光功率达到最小值。
7. 输入到MZI电光开关输入口的光波波长调谐范围为1400~1700 nm，可覆盖S、C、L全部波段；在输入光波长为1400~1700 nm的调谐范围内，在ON或OFF状态下，MZI电光区、N阶相位发生器、M阶相位发生器产生的相移都是波长相关的，且三者的总相移恒定。
本发明的工作过程是：
1. 来自输入单模光纤的光信号，通过输入波导区的上分支波导进入N阶相位发生器，在N阶相位发生器的N+1个定向耦合器单元和N个光束延迟线单元作用下，N阶相位发生器两波导中两波导中光波模式的相位和幅值均产生与工作波长相关的变化。N阶相位发生器的输出光信号通过波导连接区1进入MZI电光区，当MZI电光区两表面工作电极上的外加电压为0 V时，电光区两波导中光波模式的传播常数相等、相位差为0，两波导间的模式相位差不发生变化。然后，光波模式经由波导连接区2进入M阶相位发生器，在M阶相位发生器的M+1个定向耦合器单元和M个光束延迟线单元作用下，M阶相位发生器两波导中光信号也将经历与工作波长相关的幅值和相位的变化。最后，从M阶相位发生器的下分支波导中输出的光功率达到最大，并经输出波导区通过输出单模光纤输出。该工作状态定义为ON状态。
2. 来自输入单模光纤的光信号，通过输入波导区的上分支波导进入N阶相位发生器，在N阶相位发生器的N+1个定向耦合器单元和N个光束延迟线单元作用下，N阶相位发生器两波导中光波模式的相位和幅值均发生与工作波长相关的变化。N阶相位发生器的输出光信号通过波导连接区1输入至MZI电光区，当MZI电光区两表面电极上的外加工作电压为开关电压时，电光区两波导中光波模式的传播常数发生失配，二者的相位差不为0，两波导间的模式相位差发生与工作波长相关的变化。然后，光波模式经由波导连接区2进入M阶相位发生器，在M阶相位发生器的M+1个定向耦合器单元和M个光束延迟线单元作用下，M阶相位发生器两波导中的光信号也将经历与工作波长相关的幅值和相位的变化。最后，从M阶相位发生器的下分支波导中输出的光功率为0，并经由输出波导区通过输出单模光纤输出。该工作状态定义为OFF状态。
3. 在中心工作波长下，当MZI电光区两表面电极的施加电压为0时，按照1所描述的工作过程，输出光功率将达到最大，且由于波导模式存在传输损耗，该输出光功率不等于输入光功率；当MZI电光区两表面电极的施加电压为开关电压时，按照2所描述的工作过程，输出光功率将达到最小，且由于相位补偿和串扰补偿不能严格达到理想的程度，该最小光功率不为0。
4. 在非中心工作波长下，通过优化，N阶、M阶相位发生器的总相移能够补偿MZI电光区的相移漂移，N阶、M阶相位发生器耦合系数的幅值满足串扰补偿条件。当MZI电光区两表面电极的施加电压为0时，按照1所描述的工作过程，输出光功率将达到最大，且由于波导模式存在传输损耗，该输出光功率不等于输入光功率；当MZI电光区两表面电极的施加电压为开关电压时，按照2所描述的工作过程，输出光功率也将达到最小，且由于相位补偿和串扰补偿不能严格达到理想的程度，该最小光功率不为0。
5. 在不同的输入光波长下，N阶、M阶相位发生器所能补偿的相移水平与所需要的相移水平的逼近程度存在差异，且波导中光波模式的传输损耗不同。按照1和2所描述的工作过程，当MZI电光区两表面电极的施加电压为0时，不同工作波长下的最大输出光功率也不严格相同；当MZI电光区两表面电极的施加电压为开关电压时，不同工作波长下的最小输出光功率也不严格相同。在较宽的光谱范围内，器件在ON状态与OFF状态下的输出光功率维持在一定的水平，器件具有较宽的输出光谱范围。
本发明的有益效果是：
由于在结构上采用了N阶和M阶相位发生器，并应用提出的非线性最小均方逼近算法对二者的结构参数做了优化，在任意波长下，二者所产生的总相移都能补偿MZI电光区的相移漂移，从而保持器件总相移基本不变，使得器件在较宽的光谱范围内，损耗和消光比能分别保持在一定的水平上，大大拓宽了器件的输出光谱范围，克服了传统结构定向耦合电光开关、传统结构MZI电光开关输出光谱窄的缺点，可进一步降低波分复用***中电光开关设计的复杂度，改善光通信***的性能。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为N阶相位发生器的结构图；
图3为M阶相位发生器的结构图；
图4为N阶相位发生器中光延迟线结构图；
图5为M阶相位发生器中光延迟线结构图；
图6为MZI电光区波导截面图；
图7为非MZI电光区波导截面图；
图8为本发明的光谱拓展原理图；
图9为基于非线性最小均方优化算法的相位发生器优化流程图；
图10为器件的整体优化设计流程图；
图11为器件的工艺制备流程图；
图12为器件开关电压与光谱范围的测试和确定流程。
具体实施方式
参阅图1，所示为本发明的结构图。采用MZI结构，MZI区为电光区，在MZI电光区的两侧各使用一个N阶相位发生器和一个M阶相位发生器。包含如下单元：MZI电光区、N阶相位发生器、M阶相位发生器、波导连接区1、波导连接区2、输入波导区、输出波导区。各单元之间的连接关系为：MZI电光区的输入端与N阶相位发生器的输出端通过波导连接区1相连，MZI电光区的输出端与M阶相位发生器的输入端通过波导连接区2相连，N阶相位发生器的输入端通过输入波导区与输入光纤相连，M阶相位发生器的输出端通过输出波导区与输出单模光纤相连。器件具有一个输入口和一个输出口，输入口为输入波导区上分支波导的输入端，器件的输出口为输出波导区下分支波导的输出端，二者分别与输入单模光纤和输出单模光纤相连。
参阅图2，所示为N阶相位发生器的结构图。它包含标注为DC 11、DC 12、…、DC 1(N +1)共N+1个定向耦合器单元，以及标注为ODL 11、ODL12、…、ODL 1N共N个光延迟线单元；N阶相位发生器由DC 11、ODL 11、DC 12、ODL 12、…、DC 1N、ODL1N、DC 1(N+1)级联而成，N阶相位发生器的输入端A1、B1与DC 11的上、下波导的输入端通过弯曲波导相连，N阶相位发生器的输出端C1、D1与DC 1(N+1)的上、下波导的输出端通过弯曲波导相连；各定向耦合器单元两波导间的耦合间距为 
，长度为
(j = 1，2，…N +1)；各光延迟单元两波导的横向长度为
，光延迟线单元的路径差为
(j = 1，2，…N)。相位发生器的输入端为A1和B1，输出端为C1和D1。相位发生器的两波导均为单模波导。
参阅图3，所示为M阶相位发生器的结构图。它包含标注为DC 2(M + 1)、DC 2M、…、DC 21共M + 1个定向耦合器单元，以及标注为ODL 2M、…、ODL 22、ODL 21共M个光延迟线单元；M阶相位发生器由DC 2(M+1)、ODL 2M、DC 2M、…、ODL 22、DC 22、ODL 21、DC 21级联而成，M阶相位发生器的输入端C2、D2与DC 2(M+1)的上、下波导的输入端通过弯曲波导相连，M阶相位发生器的输出端A2、B2与DC 21的上、下波导的输出端通过弯曲波导相连；各定向耦合器单元两波导间的耦合间距为
，长度为
(j = 1，2，…M +1)；各光延迟单元两波导的横向长度为，光延迟线单元的路径差为
(j = 1，2，…M)。相位发生器的输入端为C2和D2，输出端为A2和B2。相位发生器的两波导均为单模波导。
参阅图4，所示为N阶相位发生器中光延迟线单元的结构图。延迟线在横向上的总长度为，在纵向上的总高度为
，输入端(图示左端)与输出端(图示右端)处两波导的耦合间距分别为和
。如图(a)所示，上分支波导为弯曲波导，其总长度大于下分支，大于0；如图(b)所示，下分支波导为弯曲波导，上分支波导的总长度小于下分支，小于0。
参阅图5，所示为M阶相位发生器中光延迟线单元的结构图。延迟线在横向上的总长度为
，在纵向上的总高度为
，输入端(图示左端)与输出端(图示右端)处两波导的耦合间距分别为
和。如图(a)所示，上分支波导为弯曲波导，其总长度大于下分支，
大于0；如图(b)所示，下分支波导为弯曲波导，上分支波导的总长度小于下分支，
小于0。
参阅图6，以脊型波导为例，所示为本发明专利的电光区截面图。采用硅(Si)衬底结构，上、下缓冲层均为非电光聚合物材料，芯层为电光聚合物材料，覆盖于表面工作电极的上限制层材料为空气，驱动电极包含一个地电极和一对表面电极，电极材料采用金属材料。MZI两臂之间形成双驱动推挽结构，芯层的厚度为，下缓冲层的厚度为
，上缓冲层的厚度为，地电极和两表面电极的厚度为
。脊型波导的芯宽度为a，芯厚度为
，脊高度为h。两表面电极的宽度均为W，两表面电极的间距为G，两波导间的间距为d 1。
参阅图7，以脊型波导为例，所示为本发明专利的非电光区截面图。采用硅(Si)衬底结构，上、下缓冲层均为非电光聚合物材料，芯层为电光聚合物材料，覆盖于上缓冲层之上的上限制层材料为空气。芯层的厚度为
，下缓冲层的厚度为
，上缓冲层的厚度为
。脊型波导的芯宽度为a，芯厚度为
，脊高度为h。在非电光区的脊形波导中，地电极仍存在，其厚度仍为
。非电光区的两波导间距d随传输位置而变。
参阅图8，所示为本发明专利的光谱拓展原理图。当工作波长(λ)发生变化时，MZI电光区的相移也随着发生变化，同时N阶和M阶相位发生器总的产生相移也随之发生变化。通过对两个相位发生器结构参数的优化，N阶和M阶相位发生器产生的总相移逼近MZI电光区的相移漂移，使器件总相移和输出光功率趋于恒定，实现了较宽的输出光谱范围。
参阅图9，所示为基于非线性最小均方优化算法的相位发生器优化流程图。首先，给定器件工作波长的范围，并在该范围内计算MZI电光区相移漂移的范围。其次，推导N阶相位发生器和M阶相位发生器的振幅传递函数，并计算二者产生的总相移表达式。第三，利用拟合方法，将总相移表达式中的非结构参数转变为相位发生器结构参数和工作波长的函数。第四，给定各结构参数的初值、递变步长和精度值，利用非线性最小均方逼近算法，在工作波长范围内，搜索使得N阶相位发生器和M阶相位发生器总相移和MZI相移漂移均方误差最小的结构参数值。最后，判断该参数值的有效性和最终均方误差的精度。如不满足要求，则改变参数初始值，重新搜索，否则，退出优化循环过程。
参阅图10，所示为器件的整体优化设计流程图。优化主要包括波导结构优化、电极结构优化、相位发生器结构优化三部分。优化时选择器件的中心波长为1550 nm。波导结构优化：首先，针对选择的各层材料，在上、下缓冲层即、
足够厚时，确定单模波导尺寸即芯宽度为a，芯厚度为
，脊高度为h。其次，在表面电极和地电极的厚度即
足够大时，确定上、下缓冲层厚度即
、
。接着，在已确定的上述参数即a、
、h、、
下，确定表面电极和地电极的厚度即
。电极结构优化：首先，优化电极宽度W、电极间距G和波导间距d，以获得最大的电光调制效率。其次，优化MZI电光区长度，以获得较低的开关电压和***损耗。相位发生器结构优化：计算MZI电光区的相移漂移，并按照图9所示流程对N阶相位发生器和M阶相位发生器的结构参数进行优化。
参阅图11，所示为器件的工艺制备流程图。首先，在清洗好的Si衬底(图(a)所示)上蒸镀一层设计厚度的金属电极作为地电极(图(b))，然后悬涂下缓冲层(图(c))，接着悬涂电光芯层，使用波导掩膜板对版并做氧气反应离子刻蚀后，形成设计形状的波导(图(d))。接着悬涂上缓冲层(图(e))。最后在制作好波导的Si片上蒸镀金属膜并悬涂一层光刻胶，然后使用电极掩膜板对版做曝光处理并使用显影液显影，即可获得设计的表面电极形状(图(f))。
参阅图12，所示为器件开关电压与光谱范围的测试和确定流程。设定激光器的工作波长为1550 nm，粗调和微调工作电压，使输出光功率达到最大，对应的外加电压即为器件的ON状态电压。在两表面电极上施加ON状态电压，并调节激光器的工作波长，记录各波长下的输出光功率值并做归一化处理后用分贝表示，得到器件的损耗。重新设定激光器的工作波长为1550 nm，粗调和微调工作电压，使得输出光功率达到最小，该电压即为器件的OFF状态电压。在两表面电极上施加OFF状态电压，并调节激光器的工作波长，记录各波长下的输出光功率值并做归一化处理后用分贝表示，得到器件的串扰。最后，在所调谐光谱范围内，计算各工作波长下的消光比数值。并根据设定的消光比和损耗水平，确定器件的输出光谱范围。
Claims (7)
1.一种新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：
包含如下单元：MZI电光区、N阶相位发生器、M阶相位发生器、波导连接区1、波导连接区2、输入波导区和输出波导区；
各单元的连接关系为：MZI电光区的输入端通过波导连接区1与N阶相位发生器的输出端相连，MZI电光区的输出端通过波导连接区2与M阶相位发生器的输入端相连，N阶相位发生器的输入端通过输入波导区与输入单模光纤相连，M阶相位发生器的输出端通过输出波导区与输出单模光纤相连；
MZI电光开关具有一个输入口和一个输出口，输入口为输入波导区上分支波导的输入端，输出口为输出波导区下分支波导的输出端，二者分别和输入、输出单模光纤相连，输入口的及输出口的波导截面尺寸与输入、输出单模光纤尺寸相仿；
MZI电光区的长度为L EO，两波导间距为d；包括波导和电极两部分，波导为双金属包层型单模波导，衬底为硅(Si)，上、下缓冲层均为非电光聚合物材料，芯层为电光聚合物材料，上限制层为空气，地电极置于衬底和下缓冲层之间，两表面电极置于上缓冲层上并被上限制层覆盖；
N阶相位发生器包含标注为DC 11、DC 12、…、DC 1(N + 1)共N + 1个定向耦合器单元，以及标注为ODL 11、ODL12、…、ODL 1N共N个光延迟线单元；N阶相位发生器由DC 11、ODL 11、DC 12、ODL 12、…、DC 1N、ODL 1N、DC 1(N+1)级联而成，N阶相位发生器的输入端A1、B1与DC 11的上、下波导的输入端通过弯曲波导相连，N阶相位发生器的输出端C1、D1与DC 1(N+1)的上、下波导的输出端通过弯曲波导相连；各定向耦合器单元具有独立的耦合间距和耦合区长度，各光延迟线单元具有独立的路径差；
M阶相位发生器包含标注为DC 2(M + 1)、DC 2M、…、DC 21共M + 1个定向耦合器单元，以及标注为ODL 2M、…、ODL 22、ODL 21共M个光延迟线单元；M阶相位发生器由DC 2(M+1)、ODL 2M、DC 2M、…、ODL 22、DC 22、ODL 21、DC 21级联而成，M阶相位发生器的输入端C2、D2与DC 2(M+1)的上、下波导的输入端通过弯曲波导相连，M阶相位发生器的输出端A2、B2与DC 21的上、下波导的输出端通过弯曲波导相连；各定向耦合器单元具有独立的耦合间距和耦合区长度，各光延迟线单元具有独立的路径差；
N阶、M阶相位发生器、波导连接区1、波导连接区2、输入波导区和输出波导区的波导为单金属包层型单模波导，衬底为硅(Si)，上、下缓冲层均为非电光聚合物材料，芯层为电光聚合物材料，上限制层为空气，地电极置于衬底和下缓冲层之间。
2.根据权利要求1所述的新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：
N阶或M阶相位发生器的各光延迟线单元的上分支波导长度大于下分支波导长度时，光延迟线单元的路径差大于0；相位发生器的各光延迟线单元的上分支波导长度小于下分支波导长度时，光延迟线单元的路径差小于0；
两个相位发生器的阶数N和M的数值满足N + M > 0，且均为整数；N和M相等时，器件为对称结构，N和M不相等时，器件为非对称结构。
3.一种新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：采用一种新型非线性最小均方优化算法对N阶、M阶相位发生器做结构优化，该算法的具体过程是：给定器件工作波长的范围，并在该范围内计算MZI电光区相移漂移的范围；推导N阶相位发生器和M阶相位发生器的振幅传递函数，并计算二者产生的总相移表达式；利用拟合方法，将总相移表达式中的非结构参数转变为相位发生器结构参数和工作波长的函数；给定各结构参数的初值、递变步长和精度值，利用非线性最小均方优化算法，搜索使N阶相位发生器和M阶相位发生器总相移和MZI相移漂移均方误差最小的结构参数值；判断参数值的有效性和均方误差的精度；如不满足要求，则改变参数初始值，重新搜索，否则，退出优化循环过程，得到N阶、M阶相位发生器优化参数值。
4.根据权利要求1所述的新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：
波导连接区1、波导连接区2、输入波导区和输出波导区的波导形状为弯曲波导；
输入波导区、输出波导区中两波导输出端的间距大于单模光纤直径；
输入波导区的输入端、输出端处波导截面尺寸不同，输出端处波导截面尺寸缓慢过渡为输入端处输入单模光纤的截面尺寸；
输出波导区的输入端、输出端处波导截面尺寸不同，输入端处波导截面尺寸缓慢过渡为输出端处输出单模光纤的截面尺寸。
5.根据权利要求1所述的新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：MZI电光区两表面电极的外加电压分别为U 1和U 2，在工作状态下，MZI电光区的两表面电极电压U 1和U 2为外加驱动电压且极性相反，形成推挽驱动；在极化状态下，MZI电光区的两表面电极电压U 1和U 2均为为极化电压，形成同相极化。
6.根据权利要求1所述的新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：施加在MZI电光区两表面电极上的电压U 1和U 2为ON状态电压时，输出口的光功率达到最大值；施加在MZI电光区两表面电极上的电压U 1和U 2为OFF状态电压时，输出口的光功率达到最小值。
7.根据权利要求1和6所述的新型宽光谱MZI电光开关，其特征是：输入到MZI电光开关输入口的光波波长调谐范围为1400~1700 nm，可覆盖S、C、L全部波段；在工作波长为1400~1700 nm的调谐范围内，在ON或OFF状态下，MZI电光区、N阶相位发生器、M阶相位发生器产生的相移都是波长相关的，且三者的总相移恒定。
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