[發明專利]一種MMI型磁光隔離器及其制備方法

有效

• 申請號: 201711375485.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108107507B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 畢磊;聶立霞;劉書緣
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02B6/126
• 分類號: G02B6/126;G02B6/138;G02B6/132
• 代理公司: 51203 電子科技大學專利中心
• 代理人: 閆樹平

1.一種MMI型磁光隔離器，包括襯底、輸入輸出波導和多模波導，其特征在于：

襯底：用于承載輸入輸出波導和多模波導，其折射率低于波導的芯層材料；

輸入輸出波導：由半導體芯層材料和低折射率包層材料組成的單模波導，結構支持單模光傳輸，等效激發多模波導中的各階模式；

多模波導：沿多模波導長度方向開槽，且不開設在多模波導區域的物理中心位置，磁光材料分布于槽內，使TE模式產生非互易相移；槽的寬度小于多模波導區域的總寬度，長度使零階模式和高階模式的NRPS之差為π；

多模波導長度的選取，使零階模式和高階模式正向傳輸是相差為π的偶數倍，模式之間干涉相長，光可以正常通過；反向傳輸時零階模式和高階模式的相位差為π的奇數倍，模式之間干涉相消，使得反向傳輸的光截止。

2.如權利要求1所述MMI型磁光隔離器，其特征在于：所述輸入輸出波導的結構為通道型、平板型或脊型波導。

3.如權利要求1所述MMI型磁光隔離器，其特征在于：所述磁光材料為釔鐵石榴石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，過渡金屬離子TM摻雜SrTiO₃，過渡金屬離子TM摻雜CeO₂，HfO₂,TiO₂,ZnO或CoFe₂O₄。

4.如權利要求1所述MMI型磁光隔離器，其特征在于：所述單模波導和多模波導的芯層為半導體波導薄膜層，其材料為:Si、Ge、Si_1-xGe_x、GaAs、InP、InGaAsP、GaN、AlN、Ga_1-xAl_xAs或Ge_1-xSn_x。

5.如權利要求1所述MMI型磁光隔離器，其特征在于：所述包層即低折射率層的材料為SiO₂、Si₃N₄、SiO_xN_y、TiO₂、HfO₂、ZrO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃、MgO或空氣。

6.如權利要求1所述MMI型磁光隔離器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、光刻及刻蝕基板，獲得單模波導及多模波導結構；多模波導結構中預留有沉積磁光材料的槽；

步驟2、生長一層低折射率包層，將整個步驟1所得半導體基板包覆；

步驟3、去除槽內的阻擋層，使槽暴露，用以沉積磁光材料；槽的寬度小于多模波導區域的總寬度，長度使零階模式和高階模式的NRPS之差為π；

步驟4、在槽內生長磁光材料，構成多模波導部分。