一种波导热光开关及其制作方法与流程

文档序号:14722504发布日期:2018-06-17 21:42阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种波导热光开关,依次包括衬底(1)、下包层(2)、上包层(3)和加热电极(5),所述下包层(2)为SiO2材料,所述上包层(3)为聚合物材料,沿着所述波导热光开关的长度方向依次分为输入波导区(6)、第一分束及合束区(7)、热光调制区(8)、第二分束及合束区(9)和输出波导区(10),其特征在于:

在所述下包层(2)和上包层(3)之间具有沿所述波导热光开关长度方向穿设于所述上包层(3)内的两根波导芯(4),所述热光调制区(8)的波导芯(4)的材料为聚合物,其他区的波导芯(4)的材料为掺杂SiO2材料。

2.如权利要求1所述的波导热光开关,其特征在于,所述波导芯(4)的横截面为方形,其宽度和高度均为5~8μm。

3.如权利要求1或2所述的波导热光开关,其特征在于,所述波导芯(4)中的掺杂SiO2材料为锗掺杂SiO2材料,其在1550nm波长下的折射率为1.46。

4.如权利要求1-3中任一项所述的波导热光开关,其特征在于,所述热光调制区(8)的波导芯(4)中的聚合物材料为紫外聚合式氟化聚合物材料,该聚合物材料与所述波导芯(4)中的掺杂SiO2材料在相同波长下的折射率相等,热光系数为200-300ppm·K-1

5.如权利要求1-4中任一项所述的波导热光开关,其特征在于,所述上包层(3)的聚合物材料为聚二甲基硅氧烷,所述聚二甲基硅氧烷材料在1550nm波长下的折射率为1.403~1.405、体振幅衰减系数为2.8dB/cm,导热系数为0.134~0.159W·K-1·m-1

6.如权利要求1-5中任一项所述的波导热光开关,其特征在于,所述输入波导区(6)和所述输出波导区(10)的长度均为0.5~3mm,所述第一分束及合束区(7)和所述第二分束及合束区(9)均分别分为耦合区和过渡区,且各自耦合区的长度均为1000~1300μm、各自过渡区的长度均为1~3mm,所述\t热光调制区(8)的长度为5~10mm;

如权利要求1-5中任一项所述的波导热光开关,其特征在于,所述第一分束及合束区(7)和所述第二分束及合束区(9)中的过渡区的波导芯(4)均为S型弯曲的,所述第一分束及合束区(7)和所述第二分束及合束区(9)中的耦合区的两根波导芯(4)的间距为5~10μm,所述热光调制区(8)、所述输入波导区(6)和所述输出波导区(10)中两根波导芯(4)的间距相等且为40~60μm,所述加热电极(5)的长度为5~10mm、宽度为5~10μm、厚度为80~120nm,所述上包层(3)的厚度为1~3μm,所述下包层(2)的厚度为2~5μm。

7.一种波导热光开关的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

在所述衬底(1)上制作出所述下包层(2),所述下包层(2)的材料为SiO2;

在所述下包层(2)上生长掺杂SiO2材料层,所述掺杂SiO2材料层紧贴所述下包层(2)设置;

刻蚀所述掺杂SiO2材料层制作出沿着所述下包层(2)的长度方向依次排列的所述输入波导区(6)、所述第一分束及合束区(7)、所述第二分束及合束区(9)和所述输出波导区(10)的所述波导芯(4);

在所述第一分束及合束区(7)与所述第二分束及合束区(9)的所述波导芯(4)之间的制作出聚合物材料的所述热光调制区(8)的所述波导芯(4);

在所述波导芯(4)上制作所述上包层(3),所述上包层(3)与所述下包层(2)一起包覆所述波导芯(4);

在所述上包层(3)上制作所述加热电极(5),制作出所述波导热光开关。

8.如权利要求7所述的波导热光开关的制作方法,其特征在于,所述刻蚀所述掺杂SiO2材料层制作出沿着所述下包层(2)的长度方向依次排列的所述输入波导区(6)、所述第一分束及合束区(7)、所述第二分束及合束区\t(9)和所述输出波导区(10)的所述波导芯(4)的步骤包括:

在所述掺杂SiO2材料层上制作第一掩膜;

在所述第一掩膜上制作第一光刻胶;

经光刻、显影后去除多余的第一掩膜,保留部分第一掩膜;

在保留了所述第一掩膜部分刻蚀制作出所述输入波导区(6)、所述第一分束及合束区(7)、所述第二分束及合束区(9)和所述输出波导区(10)的所述波导芯(4)。

9.如权利要求7或8所述的波导热光开关的制作方法,其特征在于,所述在所述第一分束及合束区(7)与所述第二分束及合束区(9)的所述波导芯(4)之间的制作出聚合物材料的所述热光调制区(8)的所述波导芯(4)的步骤包括:

在制作完成所述输入波导区(6)、所述第一分束及合束区(7)、所述第二分束及合束区(9)和所述输出波导区(10)的所述波导芯(4)的掺杂SiO2材料层上制作聚合物材料层;

在所述聚合物材料层上制作第二掩膜;

在所述第二掩膜上制作第二光刻胶;

经光刻、显影后去除多余的第二掩膜,只保留所述第一分束及合束区(7)的所述波导芯(4)与所述第二分束及合束区(9)的所述波导芯(4)之间的部分第二掩膜;

在所述保留的第二掩膜部分刻蚀出所述热光调制区(8)的所述波导芯(4)。

10.如权利要求7-9中任一项所述的波导热光开关的制作方法,其特征在于,所述在所述下包层(2)上生长掺杂SiO2材料层的步骤包括:

在所述下包层(2)上生长第一SiO2材料层;

在所述第一SiO2材料层上进行第一次掺杂处理;

在完成了第一次掺杂处理的所述第一SiO2材料层上生长第二SiO2材料层;

在所述第二SiO2材料层上进行第二次掺杂处理。

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