[发明专利]一种MMI型磁光隔离器及其制备方法

权利要求书

1.一种MMI型磁光隔离器，包括衬底、输入输出波导和多模波导，其特征在于：

衬底：用于承载输入输出波导和多模波导，其折射率低于波导的芯层材料；

输入输出波导：由半导体芯层材料和低折射率包层材料组成的单模波导，结构支持单模光传输，等效激发多模波导中的各阶模式；

多模波导：沿多模波导长度方向开槽，且不开设在多模波导区域的物理中心位置，磁光材料分布于槽内，使TE模式产生非互易相移；槽的宽度小于多模波导区域的总宽度，长度使零阶模式和高阶模式的NRPS之差为π；

多模波导长度的选取，使零阶模式和高阶模式正向传输是相差为π的偶数倍，模式之间干涉相长，光可以正常通过；反向传输时零阶模式和高阶模式的相位差为π的奇数倍，模式之间干涉相消，使得反向传输的光截止。

2.如权利要求1所述MMI型磁光隔离器，其特征在于：所述输入输出波导的结构为通道型、平板型或脊型波导。

3.如权利要求1所述MMI型磁光隔离器，其特征在于：所述磁光材料为钇铁石榴石YIG，铈掺杂钇铁石榴石Ce:YIG，铋掺杂钇铁石榴石Bi:YIG，稀土离子掺杂钇铁石榴石Re:YIG，Fe₃O₄,Fe₂O₃，过渡金属离子TM掺杂SrTiO₃，过渡金属离子TM掺杂CeO₂，HfO₂,TiO₂,ZnO或CoFe₂O₄。

4.如权利要求1所述MMI型磁光隔离器，其特征在于：所述单模波导和多模波导的芯层为半导体波导薄膜层，其材料为:Si、Ge、Si_1-xGe_x、GaAs、InP、InGaAsP、GaN、AlN、Ga_1-xAl_xAs或Ge_1-xSn_x。

5.如权利要求1所述MMI型磁光隔离器，其特征在于：所述包层即低折射率层的材料为SiO₂、Si₃N₄、SiO_xN_y、TiO₂、HfO₂、ZrO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃、MgO或空气。

6.如权利要求1所述MMI型磁光隔离器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、光刻及刻蚀基板，获得单模波导及多模波导结构；多模波导结构中预留有沉积磁光材料的槽；

步骤2、生长一层低折射率包层，将整个步骤1所得半导体基板包覆；

步骤3、去除槽内的阻挡层，使槽暴露，用以沉积磁光材料；槽的宽度小于多模波导区域的总宽度，长度使零阶模式和高阶模式的NRPS之差为π；

步骤4、在槽内生长磁光材料，构成多模波导部分。