[發(fā)明專利]一種薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911279183.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN110989076B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏金松;劉宇恒;曾成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/10
• 分類號(hào): G02B6/10;G02B6/126;G02B6/136
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，從上至下包括上包層、鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層、下包層和襯底層，所述上包層和下包層的折射率均小于所述鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層的折射率，所述鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層包括脊形波導(dǎo)和位于所述脊形波導(dǎo)兩側(cè)的槽形區(qū)域，所述鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層的材料為單晶結(jié)構(gòu)的鈮酸鋰薄膜材料；

其中，所述脊形波導(dǎo)的寬度和刻蝕深度小于TM0模式存在截止值，從而所述脊形波導(dǎo)中的TM0模式與和所述槽形區(qū)域中的TE1模式發(fā)生交叉耦合；

所述槽形區(qū)域的寬度取值使得從所述脊形波導(dǎo)中TM0模式耦合到兩側(cè)槽形區(qū)域的TE1模式與泄漏到槽形區(qū)域的TM0模式發(fā)生相干相長(zhǎng)。

2.如權(quán)利要求1所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，所述脊形波導(dǎo)的寬度為800nm，刻蝕深度為140nm，所述槽形區(qū)域的寬度為4.2μm。

3.如權(quán)利要求2所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，在1310nm波長(zhǎng)條件下，所述鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層對(duì)o光的折射率為2.15，對(duì)e光的折射率為2.22；所述上包層和下包層的折射率均為1.46。

4.如權(quán)利要求2所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，所述襯底層厚度為500μm，所述下包層厚度為4.7μm，所述鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層的總厚度為400nm，所述上包層的厚度為4μm。

5.如權(quán)利要求1所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，所述鈮酸鋰薄膜波導(dǎo)芯層的厚度為200nm-4000nm。

6.如權(quán)利要求1所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，所述上包層的材料為二氧化硅、氮化硅或空氣。

7.如權(quán)利要求1所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)，其特征在于，所述下包層的厚度大于1μm，材料為二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

8.如權(quán)利要求1所述的薄膜鈮酸鋰單偏振波導(dǎo)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過光刻在薄膜鈮酸鋰上制備圖形化刻蝕硬掩膜；

S2、借助于刻蝕硬掩模，通過干法刻蝕去除脊形波導(dǎo)兩側(cè)的部分鈮酸鋰材料；

S3、去除刻蝕硬掩膜；

S4、在脊形波導(dǎo)上方覆蓋低折射率包層材料。

9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中硬掩模是金屬材料或抗刻蝕電子膠。