[發(fā)明專利]一種可實(shí)現(xiàn)光阻斷效應(yīng)的復(fù)合波導(dǎo)器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310339493.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-06
• 公開（公告）號(hào): CN103364872A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳抱雪;李家韡;周建忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/12
• 分類號(hào): G02B6/12;G02B6/13;G02B6/38
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種可實(shí)現(xiàn)光阻斷效應(yīng)的復(fù)合波導(dǎo)器件，其特征在于所述的可實(shí)現(xiàn)光阻斷效應(yīng)的復(fù)合波導(dǎo)器件包括一塊玻璃基板和在該玻璃基板上表層采用選擇性二次離子交換技術(shù)制備厚度變化的折射率漸變的離子交換條波導(dǎo)；

所述的離子交換條波導(dǎo)從左到右依次為輸入波導(dǎo)、復(fù)合波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)；

所述復(fù)合波導(dǎo)為632.8nm波長(zhǎng)光波的多模條波導(dǎo)，所述的多模條波導(dǎo)即??從玻璃基板的上表層向上依次為截止波導(dǎo)和位于金屬Al膜的開窗區(qū)域的As₂S₈薄膜；

所述的金屬Al膜的開窗區(qū)域在金屬Al膜的正中間，并對(duì)應(yīng)于截止波導(dǎo)的正上方，在金屬Al膜的開窗區(qū)域，As₂S₈薄膜直接與截止波導(dǎo)的上表面接觸，金屬Al膜的開窗區(qū)域的長(zhǎng)度與金屬Al膜的長(zhǎng)度、As₂S₈薄膜的長(zhǎng)度一致，開窗寬度為2W；

所述輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)和復(fù)合波導(dǎo)中的截止波導(dǎo)具有相同的寬度，所述的輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)通過復(fù)合波導(dǎo)中的截止波導(dǎo)相互對(duì)通連接；

所述輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)均為632.8nm波長(zhǎng)光波的離子交換單模條波導(dǎo)；

所述的截止波導(dǎo)對(duì)632.8nm波長(zhǎng)光波是截止的，不支撐632.8nm波長(zhǎng)光波的導(dǎo)模傳輸；

所述玻璃基板為B270光學(xué)玻璃、BK7光學(xué)玻璃或K9光學(xué)玻璃。

2.如權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)光阻斷效應(yīng)的復(fù)合波導(dǎo)器件，其特征在于所述的開窗的金屬Al膜厚度為1.9ìm，As₂S₈薄膜厚度為1.7ìm；

所述的復(fù)合波導(dǎo)中的As₂S₈薄膜和金屬Al膜的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)₃+2（L₁+L₂）；

其中L₁為所述輸入波導(dǎo)或輸出波導(dǎo)與所述金屬Al膜的開窗區(qū)域進(jìn)行重疊區(qū)域的長(zhǎng)度；

L₂為所述輸入波導(dǎo)或輸出波導(dǎo)與所述截止波導(dǎo)之間的過渡區(qū)域的長(zhǎng)度；

L₃為截止波導(dǎo)的長(zhǎng)度；

其中L₁為575ìm，L₂為0.8ìm，L₃為3mm；

金屬Al膜的開窗區(qū)域的寬度2W為5ìm；

As₂S₈薄膜的長(zhǎng)度、金屬Al膜的長(zhǎng)度與金屬Al膜的開窗區(qū)域的長(zhǎng)度均為4.17mm。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種可實(shí)現(xiàn)光阻斷效應(yīng)的復(fù)合波導(dǎo)器件的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟：

（1）、玻璃基板的預(yù)處理

玻璃基板的清洗采用超聲振動(dòng)空化結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的無刷擦洗方法，即依次為用pH值為7的中性清潔劑清洗5min、3次純水清洗1min、丙酮清洗5min、2次純水清洗1min、無水乙醇清洗3min、IPA清洗2min、氮?dú)獯蹈杀砻妫缓笥?30℃干燥30min；

（2）、采用選擇性二次離子交換技術(shù)制備厚度變化的折射率漸變的離子交換條波導(dǎo)，離子交換波導(dǎo)制備采用Ag⁺－Na⁺離子交換技術(shù)

①、在潔凈干燥的玻璃基板的上表面，采用常規(guī)熱蒸發(fā)真空鍍膜技術(shù)制備金屬Al薄膜，金屬Al薄膜覆蓋整個(gè)玻璃基板的上表面，金屬Al薄膜的開窗采用常規(guī)光刻技術(shù)，開窗區(qū)域的寬度為2W，開窗區(qū)域露出玻璃基板的上表面，L₃的區(qū)域被金屬Al薄膜遮蔽；

②、進(jìn)行第一次離子交換，第一次離子交換的離子源是0.08％AgNO₃-99.92％NaNO₃混合熔融鹽，離子交換溫度為350℃，恒溫時(shí)間是40min；

③、采用常規(guī)光刻套刻技術(shù)開窗打通L₃區(qū)域，開窗區(qū)域的寬度為2W，開窗區(qū)域露出玻璃基板的上表面；

④、進(jìn)行第二次離子交換，離子源和離子交換溫度與第一次離子交換的相同，恒溫時(shí)間是20min，此時(shí)形成作為輸入波導(dǎo)、輸出波導(dǎo)的離子交換單模條波導(dǎo)和用于構(gòu)造復(fù)合波導(dǎo)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)₃的截止波導(dǎo)；

（3）、采用常規(guī)光刻套刻技術(shù)去除輸入波導(dǎo)和輸出波導(dǎo)兩側(cè)的金屬Al薄膜，保留的金屬Al薄膜的開窗區(qū)域的長(zhǎng)度是L₃+2（L₁+L₂）；

（4）、用帶有鋒利刀口的刀片遮蔽玻璃基板露出區(qū)域后，采用常規(guī)熱蒸發(fā)真空鍍膜技術(shù)真空淀積As₂S₈薄膜，即得可實(shí)現(xiàn)光阻斷效應(yīng)的復(fù)合波導(dǎo)器件。