[發明專利]一種基于相變材料三維集成光開關有效
| 申請號： | 201610694617.7 | 申請日： | 2016-08-19 |
| 公開（公告）號： | CN106324865B | 公開（公告）日： | 2018-12-07 |
| 發明（設計）人： | 張涵予;周林杰;陸梁軍;陳建平 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | G02F1/00 | 分類號： | G02F1/00 |
| 代理公司： | 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317 | 代理人： | 張寧展 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 相變材料 波導層 光開關 波導 混合波導 三維集成 彎曲波導 錐形波導 低成本生產 光開關單元 數字式 垂直交叉 復合波導 介質波導 局部熱點 上波導層 誘導相變 制備工藝 集成度 電極 摻雜硅 傳統的 電脈沖 功耗 下層 緊湊 兼容 上層 輸出 制作 | ||
1.一種基于相變材料的三維集成光開關，其特征在于，包括：由上至下依次分布的上波導層、中間混合波導層和下波導層，所述的上波導層與下波導層呈垂直交叉分布，所述的中間混合波導層由依次連接的輸入錐形波導、90度彎曲波導和輸出錐形波導構成，所述的輸入錐形波導位于所述的下波導層上，所述的輸出錐形波導位于所述的上波導層下，在所述的90度彎曲波導內側設有電極，該電極通過金屬通孔與外部金屬焊盤相連，所述的中間混合波導層是在硅波導上直接濺射一層幾納米或幾十納米的相變材料構成，該相變材料是由Ge、Sb或Te元素組成化合物，所述的中間混合波導層的有效折射率要滿足：在相變材料非晶態時低于下層波導的有效折射率，在相變材料為晶態時高于下層波導的有效折射率。
2.根據權利要求1所述的基于相變材料的三維集成光開關，其特征在于，所述的下波導層是硅波導層或氮化硅波導層。
3.根據權利要求1所述的基于相變材料的三維集成光開關，其特征在于，所述的上波導層是硅波導層或氮化硅波導層。
4.根據權利要求1所述的基于相變材料的三維集成光開關，其特征在于，所述的上波導層、中間混合波導層和下波導層之間均存在間隙，該間隙的填充材料為二氧化硅或氮氧化硅低折射率材料。
5.根據權利要求1所述的基于相變材料的三維集成光開關，其特征在于，所述的輸入錐形波導和輸出波導是正錐形，即從邊緣向內逐漸變寬，或者是倒錐形，即從邊緣向內逐漸變窄。
6.根據權利要求1所述的基于相變材料的三維集成光開關，其特征在于，所述的電極由摻雜硅構成，通過金屬通孔與外部金屬焊盤相連接，金屬焊盤上外加電脈沖使中間波導層形成局部熱點，從而誘導相變材料進行相變。
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