[發明專利]一種基于半導體納米線的片上集成自相關儀

有效

• 申請號: 202010554682.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111678612B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 童利民;李維嘉;郭欣;鮑慶洋;張建彬
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00;G02F1/377;G02B6/12;G02B6/136
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于半導體納米線的片上集成自相關儀，其特征在于：基片(1)上布置有光柵(2)、傳輸波導(3)、Y分支分束器(4)、耦合波導(5)和半導體納米線(6)，光柵(2)、傳輸波導(3)、Y分支分束器和耦合波導(5)為片上集成波導；光柵(2)的輸出端經傳輸波導(3)連接到Y分支分束器(4)的集合輸入端，Y分支分束器(4)的兩個分束輸出端分別各自的耦合波導(5)連接到半導體納米線(6)的兩端；信號脈沖光從基片(1)上的光柵(2)耦合進入傳輸波導(3)，經由Y分支分束器(4)分束后沿兩側的耦合波導(5)同時從半導體納米線(6)的兩端耦合進入半導體納米線(6)，產生橫向二次諧波；

所述的光柵(2)、傳輸波導(3)、Y分支分束器和耦合波導(5)，其材料為Si或者SiN，其中傳輸波導(3)和耦合波導(5)為條形波導。

2.根據權利要求1所述的基于半導體納米線的片上集成自相關儀，其特征在于：所述的Y分支分束器(4)、兩根耦合波導(5)和半導體納米線(6)圍成近似水滴形。

3.根據權利要求1所述的基于半導體納米線的片上集成自相關儀，其特征在于：所述的光柵(2)、傳輸波導(3)和耦合波導(5)均工作在橫電模式。

4.根據權利要求1所述的基于半導體納米線的片上集成自相關儀，其特征在于：所述的Y分支分束器(4)是50:50的1×2耦合器。

5.根據權利要求1所述的基于半導體納米線的片上集成自相關儀，其特征在于：所述的半導體納米線(6)為具有非線性性質的半導體納米線，材料為CdS、CdTe、CdSe或者ZnO。

6.根據權利要求1所述的基于半導體納米線的片上集成自相關儀，其特征在于：所述的信號脈沖光包括可見光到近紅外的波段。

7.應用于權利要求1-6任一所述片上集成自相關儀的制備方法，其特征在于：方法包括以下步驟：

(1)首先通過化學氣相沉積方法制備出半導體納米線(6)；

(2)根據設計圖樣刻蝕頂層單晶硅的SOI片作為基片(1)，基片(1)上具有連接的光柵(2)、傳輸波導(3)、Y分支分束器(4)和耦合波導(5)；

(3)在顯微鏡下利用兩根光纖探針對生長基片上的半導體納米線(6)進行切斷和轉移的微納操作，將半導體納米線(6)放在集成波導芯片的基片(1)上；

(4)在顯微鏡下，利用兩根光纖探針推動納米線使納米線的兩端分別與兩條硅波導緊貼，硅波導作為耦合波導(5)；

(5)將脈沖光通過光柵耦合進硅波導；

(6)最后，利用CCD相機收集橫向半導體納米線(6)的二倍頻信號。