[发明专利]一种通过偏振旋转测量获得波导内应力信息的方法及装置

说明书

本发明公开了一种通过偏振旋转测量获得波导内应力信息的方法和装置。硅波导内应力的各向异性会造成不同方向上的折射率不同，通过测量偏振光经过硅波导之后的偏振旋转量能够获得硅片内的应力信息。方法包括两部分，第一步测定待测器件的快慢轴方向，第二步测量待测器件出射光的偏振旋转角度，计算内应力。通过测量相邻的最小偏振旋转对应的输入偏振角度的平均值得到快慢轴方向。测得的快慢轴方向和偏振旋转角度作为应力计算的输入，应力计算步骤由程序自动完成。

技术领域

本发明涉及集成光电子领域，尤其涉及一种通过偏振旋转测量获得波导内应力信息的方法及装置。

背景技术

随着光通讯，光传输的普及，传统的微光学器件正由集成光学，集成光电器件所代替。光波导是集成光电器件中最常见的器件之一。光波导是能限制、传输和耦合光波的几何波导结构，能够将光波限制在其内部或其表面附近，引导光波沿着确定的方向传播的导光通道。

绝缘衬底上的薄膜硅材料(Silicon-on-insulator，SOI)是一种新型的硅基光电子材料，其加工工艺和标准的CMOS工艺兼容性良好，近年来在半导体光电子学领域的应用日益广泛。以绝缘衬底上的硅SOI为基片的光波导和平面集成回路可以帮助降低光芯片的成本，并实现多功能单片集成。SOI光波导器件的研究成为目前硅光子学研究的一个热点问题。

硅基SOI光波导的多层材料间热膨胀系数不匹配，不可避免会在波导材料内部引入应力，产生双折射现象，带来偏振相关性能之差，可采用镀膜、刻槽等方式减小该偏振相关性能差。为了使应力补偿措施生效需要了解波导内应力信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个实施例，提供一种通过偏振旋转测量获得波导内应力信息的方法，包括：

步骤101，测定待测器件的快慢轴方向；

步骤102，测量待测器件出射光的偏振旋转角度，计算内应力。

在本发明的一个实施例中，所述步骤101进一步包括：

步骤201，设置入射光的消光比；

步骤202，设置入射光的偏振角度；

步骤203，确定出射光偏振旋转为零的角度；

步骤204，确定入射光与快慢轴之间夹角为45度的角度；

步骤205，确定快慢轴方向。

在本发明的一个实施例中，通过四分之一波片设置入射光的消光比。

在本发明的一个实施例中，通过二分之一波片设置入射光的偏振旋转。

在本发明的一个实施例中，通过测量出射偏振光功率最小和最大对应的偏振角度来确定出射光偏振旋转为零的角度。

在本发明的一个实施例中，通过测量出射光偏振旋转为零来确定入射光与快慢轴之间夹角为45度的角度。

在本发明的一个实施例中，确定快慢轴方向包括通过获取相邻两个入射光与快慢轴之间夹角为45度的角度平均值作为快慢轴方向。

在本发明的一个实施例中，所述步骤102进一步包括：

步骤301，测定入射光和出射光的偏振角度和消光比；

步骤302，确定快慢轴上的分量的损耗和相位变化；

步骤303，基于快慢轴分量的变化确定快慢轴上的折射率；

步骤304，根据光弹效应确定快慢轴上的应力差。

根据本发明的另一个实施例，提供一种通过偏振旋转测量获得波导内应力信息的装置，包括：