[實(shí)用新型]薄膜光波導(dǎo)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922365439.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211826601U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亦凡;黃萌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 易銳光電科技（安徽）有限公司;蘇州易銳光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/10
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/10
• 代理公司: 蘇州謹(jǐn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 唐靜芳

本實(shí)用新型所涉及的薄膜光波導(dǎo)包括硅基襯底、設(shè)置在硅基襯底上的包層以及設(shè)置在硅基襯底上的光波導(dǎo)芯層，光波導(dǎo)芯層設(shè)于包層之中并且光波導(dǎo)芯層折射率高于包層的折射率，光波導(dǎo)芯層包括雙層光波導(dǎo)介質(zhì)薄膜以及設(shè)置于雙層光波導(dǎo)介質(zhì)薄膜之間的薄膜材料夾層，薄膜材料夾層為二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的有效晶格常數(shù)和占空比在各個(gè)傳播方向上近似相同，以使薄膜光波導(dǎo)的有效折射率近似各向同性。該實(shí)用新型克服了有效折射率近似各向同性的二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的薄膜光波導(dǎo)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工藝誤差的問(wèn)題，不需要額外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改變二維晶格方向，簡(jiǎn)化了薄膜光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)并保證了薄膜光波導(dǎo)的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種薄膜光波導(dǎo)。

背景技術(shù)

目前在光通信領(lǐng)域中，基于亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)由于其低損耗、有效折射率可調(diào)等優(yōu)勢(shì)被廣泛關(guān)注。其中，二維晶格亞波長(zhǎng)薄膜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相比一維亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)具有更高的參數(shù)自由度，可大范圍、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)光波導(dǎo)的有效折射率，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。光波導(dǎo)的有效折射率是表征其性能的重要參數(shù)之一，對(duì)各種光電器件的影響巨大，因此是決定光波導(dǎo)材料和結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)。對(duì)于二維晶格亞波長(zhǎng)薄膜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，光在不同方向傳播的有效折射率都有所不同，這對(duì)于某些特定光學(xué)器件的工作性能產(chǎn)生影響。同時(shí)，對(duì)于有彎曲波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光學(xué)器件，如微環(huán)共振器，各向異性的有效折射率對(duì)于設(shè)計(jì)和工藝也是一種挑戰(zhàn)。以微環(huán)共振器為例，為保證光在彎曲的光波導(dǎo)傳播具有相同的有效折射率，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷改變二維晶格的方向。同時(shí)，由于微環(huán)共振器的內(nèi)徑和外徑的差異，還需要在靠近內(nèi)徑一側(cè)和靠近外徑一側(cè)不斷改變二維晶格的晶格常數(shù)和占空比，以保持相同的有效折射率。這種設(shè)計(jì)方式不但設(shè)計(jì)上的復(fù)雜度，在制備過(guò)程中，工藝誤差也可能會(huì)對(duì)器件性能產(chǎn)生巨大影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的有效晶格常數(shù)和占空比在各個(gè)方向近似相同，以得到有效折射率近似各向同性的薄膜光波導(dǎo)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種薄膜光波導(dǎo)包括硅基襯底、設(shè)置在所述硅基襯底上的包層、以及設(shè)置在所述硅基襯底上的光波導(dǎo)芯層，所述光波導(dǎo)芯層設(shè)于所述包層之中并且所述光波導(dǎo)芯層折射率高于所述包層的折射率，所述光波導(dǎo)芯層包括雙層光波導(dǎo)介質(zhì)薄膜以及設(shè)置于所述雙層光波導(dǎo)介質(zhì)薄膜之間的薄膜材料夾層，所述薄膜材料夾層為二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，所述二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的有效晶格常數(shù)和占空比在各個(gè)傳播方向上近似相同。

進(jìn)一步地，所述二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)包括晶格點(diǎn)，所述有效晶格常數(shù)和所述占空比由所述晶格點(diǎn)的形狀以及長(zhǎng)寬確定。

進(jìn)一步地，所述晶格點(diǎn)為橢圓形、十字交叉形、六角形以及八角形中的一種。

進(jìn)一步地，所述二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)為布拉維晶格結(jié)構(gòu)或準(zhǔn)晶格結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述布拉維晶格為包括正方形或六角形。

進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)晶格結(jié)構(gòu)為八邊形或十邊形或十二邊形。

進(jìn)一步地，所述薄膜材料夾層為硅、摻雜二氧化硅、鈮酸鋰、二氧化鈦、氧化鋅以及鎂摻雜氧化鋅中的一種。

進(jìn)一步地，所述光波導(dǎo)介質(zhì)薄膜為摻雜二氧化硅。

進(jìn)一步地，所述摻雜二氧化硅為2％鍺摻雜二氧化硅。

本實(shí)用新型的有益效果在于：由于本實(shí)用新型所提供的薄膜光波導(dǎo)的二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的有效晶格常數(shù)和占空比在各個(gè)傳播方向上近似相同，以使薄膜光波導(dǎo)的有效折射率近似各向同性，其克服了有效折射率近似各向同性的二維晶格亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的薄膜光波導(dǎo)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工藝誤差的問(wèn)題，不需要額外的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改變二維晶格方向，簡(jiǎn)化了薄膜光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)并保證了薄膜光波導(dǎo)的性能。

上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。