[发明专利]一种光路折叠式波导光开关阵列及其方法

权利要求书

1、一种光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：该波导光开关阵列包括：

各级2×2光开关单元；

各级2×2光开关单元之间的连接光波导；

对连接光波导进行90°转折的若干组微型全内反射镜。

2、根据权利要求1所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：微型全内反射镜和连接波导之间的位置对准既可以通过自对准工艺实现，也可以通过其它变通的工艺手段实现。

3、根据权利要求1所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：所述光开关阵列可以在任何具有导波性能的光学材料上制备。

4、根据权利要求3所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：光学材料是SOI，SiO₂，Polymer，GeSi/Si，GaAs，InP，LiNiO₃。

5、根据权利要求1所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：其光波导和微型全内反射镜既可以采用干法刻蚀工艺，也可以采用各向异性湿法化学腐蚀工艺，或者是采用干法刻蚀和湿法化学腐蚀相结合的工艺制作。

6、根据权利要求5所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：干法刻蚀工艺是RIE，ICP等离子刻蚀，各向异性湿法化学腐蚀工艺是硅的KOH，EPW溶液腐蚀。

7、根据权利要求1所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：所述光开关阵列的驱动方式既可以是热光驱动，也可以是电光驱动。

8、根据权利要求1所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：输出波导和输入波导既可以位于光开关阵列芯片的两侧，也可以用微型全内反射镜对光路进行折叠，使输出波导和输入波导位于光开关阵列芯片的同一侧。

9、根据权利要求1所述的光路折叠式波导光开关阵列，其特征在于：光开关阵列可以具有任意网络拓扑结构，光开关的连通特性既可以是阻塞型的，也可以是完全无阻塞型或者重排无阻塞型的。

10、一种光路折叠式波导光开关阵列的制备方法，其步骤如下：

首先清洗SOI衬底片，然后在1000℃下氧化约250nm的氧化硅掩模，沿<110>晶向光刻波导和带有窗口的承载微型全内反射镜刻蚀的三角区，在光刻胶的保护下用HF腐蚀出波导图形后，用丙酮除去光刻胶，将带有掩模的SOI片进行干法ICP刻蚀，刻蚀深度为2.2μm，刻蚀完毕后，保留第一层氧化硅掩模，再在1000℃下氧化一层约250nm的氧化硅作为制备微型全内反射镜深槽的掩模层，光刻出刻蚀窗口，该窗口大于第一层掩模中的窗口，利用各向异性湿法腐蚀制作反射镜，由于湿法腐蚀的特点，在腐蚀过程中，镜面会逐渐向设计位置移动，待反射面到达设计位置后停止湿法腐蚀过程，然后除去所有掩模，再用热氧化工艺制作150nm的氧化硅作为光波导的上包层，在氧化硅包层上生长金属Cr/Au层，再光刻制作电极，最后是划片和波导端面抛光。