[發明專利]一種單向磁化半導體波導集成多模干涉磁光隔離器

有效

• 申請號: 201610125818.5
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105549154B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 畢磊;稅科弋;鄧龍江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

1.一種單向磁化半導體波導集成多模干涉磁光隔離器，由依次連接的單模波導單元、多模波導單元和單模波導單元組成，其特征在于：所述隔離器各波導單元中的波導均采用同一片SOI基片的SiO₂層作為底層，即低折射率層；隔離器的外加磁場方向垂直于光波導中光傳播方向；多模波導的寬度和單模波導一致；

單模波導單元，由至少一個單模波導構成；單模波導從上到下依次為：厚度2um-3um的低折射率層、厚度400nm-700nm的半導體波導薄膜層和厚度2um-3um的低折射率層，且支持單模光傳輸；最下層的低折射率層寬度不小于500nm，其他各層的寬度為500nm；

多模波導單元由至少一個第一多模波導和/或第二多模波導構成；

第一多模波導從上到下依次為：厚度2um-3um的低折射率層、厚度200-350nm的磁光薄膜層、厚度400nm-600nm的半導體波導薄膜層和厚度2um-3um的低折射率層，且在垂直于薄膜表面方向上存在兩個或以上的模式傳播；波導最下層的低折射率層寬度不小于500nm，其他各層的寬度為500nm；

第二多模波導從上到下依次為：厚度2um-3um的低折射率層、厚度100nm-300nm的半導體波導層、厚度200-300nm的磁光薄膜層、厚度100nm-300nm的半導體波導薄膜結構層和厚度2um-3um的低折射率層，且在垂直于薄膜表面方向上支持兩個或以上的模式傳播；波導最下層的低折射率層寬度不小于500nm，其他各層的寬度為500nm。

2.如權利要求1所述單向磁化半導體波導集成多模干涉磁光隔離器，其特征在于：所述磁光薄膜層采用釔鐵石榴石YIG、鈰摻雜釔鐵石榴石Ce:YIG、鉍摻雜釔鐵石榴石Bi:YIG、稀土離子摻雜釔鐵石榴石Re:YIG、Fe₃O₄、Fe₂O₃或CoFe₂O₄制備，且至少一層。

3.如權利要求1所述單向磁化半導體波導集成多模干涉磁光隔離器，其特征在于：所述最上層的低折射率層選用空氣。

4.如權利要求1所述單向磁化半導體波導集成多模干涉磁光隔離器，其特征在于：光波會依次經過單模波導單元、多模波導單元和單模波導單元，其正向傳輸和反向傳輸不同模式的干涉模場分布不同，具有單向傳輸，反向隔離的特性。

5.如權利要求1-3任一所述單向磁化半導體波導集成多模干涉磁光隔離器，其特征在于：多個隔離器之間通過串聯的連接方式進行使用，且各隔離器的最底層即低折射率層均采用同一片SOI基片作為底層。