[发明专利]光子晶体分束器

权利要求书

1.一种光子晶体分束器(200)，其特征在于：该光子晶体分束器包括SOI衬底(100)、在SOI衬底的顶层硅(103)上刻蚀形成的呈正方晶格排列的空气孔区域(220)以及将该空气孔区域(220)与外部器件连接的SOI条形波导(210)；所述SOI衬底(100)包括衬底硅层(101)、位于衬底硅层(101)上的二氧化硅埋层(102)以及位于该二氧化硅埋层(102)上的顶层硅(103)；所述空气孔区域的空气孔(221)的深度(h)等于SOI顶层硅(103)的厚度(d)。

2.根据权利要求1所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述SOI条形输入波导的高度H与空气孔的深度h相等。

3.根据权利要求1所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述顶层硅(103)的厚度d与所述空气孔的晶格常数a的关系为0.5a≤h≤0.6a，所述二氧化硅埋层(102)的厚度至少为2.64a。

4.根据权利要求1所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述空气孔的半径r与晶格常数a的关系为r≥0.2a。

5.根据权利要求4所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述空气孔的半径r与晶格常数a的关系为0.3a≤r≤0.4a。

6.根据权利要求3或4或5所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述顶层硅(103)得厚度为230nm，所述二氧化硅埋层厚度为1μm，所述空气孔正方晶格排列的晶格常数为380nm，所述空气孔半径为140nm。

7.根据权利要求1所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述SOI条形输入波导的宽度K至少为所述空气孔的晶格常数a的倍。

8.根据权利要求1所述的光子晶体分束器，其特征在于，所述空气孔采用电子束曝光、电感耦合等离子体工艺刻蚀或FIB刻蚀形成。

9.一种光子晶体分束器(200)的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备SOI衬底；

2)在上述SOI衬底的顶层硅(103)上刻蚀形成的呈正方晶格排列的空气孔区域(220)以及将该空气孔区域(220)与外部器件连接的SOI条形波导(210)；所述空气孔区域的空气孔(221)的深度h为等于SOI顶层硅(103)的厚度d，所述SOI条形波导边缘至所述空气孔区域(220)边界的距离分别为L1、L2，其中L1、L2大于0。

10.根据权利要求9所述的光子晶体分束器(200)的制备方法，其特征在于，所述SOI条形波导的高度(H)与空气孔的深度(h)相等。