[發明專利]一種偏振態控制的多模干涉型光開關及其制備方法

有效

• 申請號: 201410037116.2
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103760691A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 孫小菡;蔣衛鋒;戚健庭;董納;陳源源
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;G02B6/35
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種偏振態控制的多模干涉型光開關，其特征在于，該光開關包括平面光波光路芯片、光源（7）、偏振控制器（8）和輸入光纖陣列（9），平面光波光路芯片包括硅襯底（1）、生長在硅襯底（1）上方的二氧化硅緩沖層（2）、生長在二氧化硅緩沖層（2）上方的波導（4），生長在波導（4）上方的覆蓋層（5），二氧化硅緩沖層（2）中設有裂紋（6），波導（4）包括輸入級單模波導（401），中間級多模波導（402），n個輸出級單模波導（403），n為大于等于2的偶數；光源（7）和偏振控制器（8）的光輸入端連接，偏振控制器（8）的光輸出端與輸入光纖陣列（9）的輸入端連接，輸入光纖陣列（9）的輸出端與輸入級單模波導（401）的輸入端連接，輸入級單模波導（401）的輸出端與中間級多模波導（402）的輸入端連接，中間級多模波導（402）的輸出端與n個輸出級單模波導（403）的輸入端連接。

2.按照權利要求1所述的偏振態控制的多模干涉型光開關，其特征在于，所述的裂紋（6）為線性。

3.按照權利要求2所述的偏振態控制的多模干涉型光開關，其特征在于，所述的裂紋（6）長度大于8μm，寬度為2.0μm，深度為4μm。

4.按照權利要求1所述的偏振態控制的多模干涉型光開關，其特征在于，所述的裂紋（6）對不同偏振態光信號產生不同的影響，導致不同偏振態的輸入光在輸入級單模波導（401）中的諧振現象，以及在中間級多模波導（402）內的干涉現象均不相同，使得多模干涉型光開關對不同偏振態的輸入光產生不同的開關狀態。

5.按照權利要求1所述的偏振態控制的多模干涉型光開關，其特征在于，所述的n為4。

6.一種權利要求1所述的偏振態控制的多模干涉型光開關的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

步驟10）制備平面光波光路芯片，具體包括步驟101）至步驟104）：

步驟101）：取一硅片作為硅襯底（1），利用濕化學法清洗硅片，利用熱氧化法在硅襯底（1）上制備二氧化硅緩沖層（2），利用等離子體增強化學氣相沉積方法在二氧化硅中摻雜二氧化鍺得到波導層（3），利用波導層（3）和二氧化硅緩沖層（2）熱膨脹系數之間的差異，通過控制反應過程中的熱應力在二氧化硅緩沖層（2）中引入裂紋（6）；

步驟102）：利用光刻和刻蝕工藝，在波導層（3）上制備波導（4），波導（4）包括輸入級單模波導（401）、中間級多模波導（402）和n個輸出級單模波導（403），輸入級單模波導（401）的輸出端與中間級多模波導（402）的輸入端連接，中間級多模波導（402）的輸出端與n個輸出級單模波導（403）的輸入端連接；

步驟103）：利用高溫退火加熱工藝在波導（4）上方生長覆蓋層（5）；

步驟104）：切片研磨，制作斜8°的平面光波光路芯片；

步驟20）連接器件：將光源（7）、偏振控制器（8）和輸入光纖陣列（9）置于平面光波光路芯片同一側，且光源（7）和偏振控制器（8）的光輸入端連接，偏振控制器（8）的光輸出端與輸入光纖陣列（9）的輸入端連接，輸入光纖陣列（9）的輸出端與平面光波光路芯片中輸入級單模波導（401）的輸入端連接。