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电子开关的工作原理与技术分类
电子开关是通过半导体器件实现电路通断控制的装置，主要分为机械式电子开关和固态电子开关两大类。机械式电子开关如继电器通过电磁线圈驱动机械触点，而固态电子开关则采用MOSFET、IGBT等功率半导体器件实现无触点开关。光电耦合器在高低压隔离控制中发挥重要作用，确保控制信号与主电路的安全隔离。现代电子开关的切换速度可达微秒级，远快于传统机械开关，特别适用于高频PWM调光、电机调速等场景。
图6. 超热光移相器的结构和测试结果图。 进展4. 高密度波导热光移相器
悬臂梁波导热光移相器需要在波导周围进行隔热槽和衬底掏空工艺，这些结构面积大且工艺复杂，限制了移相器规模扩展；同时，悬臂梁波导热光移相器调节速度慢，不适用于移相器需要调节的网络。为了克服这些问题，2019年南加利福尼亚大学的SungWon Chung等人提出了一种高移相效率和小面积的热光移相器，如图7所示。移相器由宽度400 nm和500 nm 的单模波导间隔排列形成，相邻波导中心间隔1000 nm，波导转弯位置采用欧拉波导和锥形器件连接。这种结构可以将移相效率提升至2.56mW/π，面积大约是0.0023 mm2，上升时间和下降时间大约是34.8 μs和34.4 μs，损耗为1.23 dB。
图7. 高密度波导热光移相器结构、扫描电镜图、测试结构和测试结果图。 2020年，丹麦技术大学的研究人员采用高密度螺旋形波导实现了热光移相器移相效率、调节速度、面积与损耗的均衡。图8展示了移相器的结构和实验结果，移相效率大约是3.0 mW/π，面积是0.001876 mm2，损耗是0.9 dB，上升时间和下降时间大约是11 μs和7 μs。与高密度波导热光移相器相比，这种移相器具有更低的损耗和更快的调节速度，更加适宜于硅基光学相控阵等大规模网络。
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