[发明专利]一种功分比可调PLC型光功分器及制备方法和调节方法

权利要求书

1.一种功分比可调PLC型光功分器，其特征在于，该光功分器采用平面光波光路PLC芯片，平面光波光路PLC芯片包括硅衬底（1）、生长在硅衬底（1）上方的二氧化硅缓冲层（2）、生长在二氧化硅缓冲层（2）上方的波导（4）、生长在波导（4）外表面的覆盖层（5），以及刻蚀在覆盖层（5）上的2ⁿ⁺¹-2个电极（7），波导（4）包括n级分路结构，第i级分路结构中包括2^i-1个分路单元，且每个分路单元呈Y形，每个分路单元包括一个输入波导和两个输出波导，每个分路单元上设有波导光栅（401），电极（7）位于波导光栅（401）两侧，当n=1时，有1级分路结构；当n=2时，第1级分路结构中的每个输出波导与第2级分路结构中的一个输入波导连接；当n≥3时，第w级分路结构中每个输出波导与第w+1级分路结构中的一个输入波导连接，第w级分路结构中的每个输入波导与第w-1级分路结构中的一个输出波导连接；其中，n、i和w均为正整数，且1≤i≤n，2≤w≤n-1。

2.按照权利要求1所述的功分比可调PLC型光功分器，其特征在于，所述的每个分路单元中，输入波导为输入直波导，且波导光栅（401）刻蚀在输入直波导中，波导光栅（401）和位于波导光栅（401）两侧的电极（7）组成一个静电可调光栅。

3.按照权利要求1或2所述的功分比可调PLC型光功分器，其特征在于，所述的n为5。

4.一种权利要求1所述的功分比可调PLC型光功分器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

步骤10）：取一硅衬底（1），采用湿化学法清洗硅片；

步骤20）：利用热氧化法在硅衬底（1）上制备二氧化硅缓冲层（2）；

步骤30）：利用等离子体增强化学气相沉积方法在二氧化硅缓冲层（2）中掺杂二氧化锗，得到波导层（3）；

步骤40）：利用光刻和刻蚀工艺在波导层（3）上制备波导（4），波导（4）包括n级分路结构，第i级分路结构中包括2^i-1个分路单元，且每个分路单元呈Y形，每个分路单元包括一个输入波导和两个输出波导，每个分路单元上设有波导光栅（401）；

步骤50）：利用高温退火加热工艺在波导（4）外表面生长覆盖层（5）；

步骤60）：利用光刻、深刻蚀和沉积工艺，在覆盖层（5）上制备金属层（6）；

步骤70）：利用光刻和刻蚀工艺，在金属层（6）上制作电极（7），电极（7）位于波导光栅（401）两侧；

步骤80）：切片研磨，制成斜8°的平面光波光路芯片。

5.一种权利要求1所述的功分比可调PLC型光功分器的调节方法，其特征在于，该调节方法包括以下步骤：

步骤10）：外接一路输入光纤阵列，将光源耦合进入光功分器的第一级分路结构中分路单元的输入波导中；

步骤20）：在光功分器的输出端，利用光功分器的2^n-1路输出光纤阵列将光从输出端耦合进光功率计；

步骤30）：改变向各电极施加的驱动电压，实现功分比调节。

6.根据权利要求5所述的功分比可调PLC型光功分器的调节方法，其特征在于，所述的步骤30）的过程为：通过向静电可调光栅两侧电极（7）施加驱动电压，使两侧电极（7）具有异电性，通过调节驱动电压改变两侧异电性电极（7）之间的吸引力，来改变波导光栅（401）的周期条件，进而改变波导光栅（401）的衍射角度和该波导光栅（401）所在波导内的谐振现象，通过改变衍射光的模场分布实现功分比可调。