[发明专利]基于铌酸锂薄膜的同相正交调制器及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201811204697.9 申请日: 2018-10-16
公开(公告)号: CN109143621B 公开(公告)日: 2020-10-23
发明(设计)人: 蔡鑫伦;简健 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: G02F1/03 分类号: G02F1/03;G02F1/035
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 林丽明
地址: 510275 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 基于 铌酸锂 薄膜 正交 调制器 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种基于铌酸锂的同相正交调制器,其特征在于:包括衬底、设置在衬底上的铌酸锂薄膜,以及制备在铌酸锂薄膜上的1×2光学分束器A、两路马赫曾德尔调制器、90°偏置结构,和制备在铌酸锂薄膜上用于传递光束的光波导;1×2光学分束器A与两路马赫曾德尔调制器的输入端连接,两路马赫曾德尔调制器的输出端与90°偏置结构连接;

还包括二氧化硅包层,所述二氧化硅包层覆盖在铌酸锂薄膜上;所述二氧化硅包层的厚度大于1μm;所述的二氧化硅包层上设置有金属引线,金属引线的一端通过二氧化硅包层的开窗与外界连通,马赫曾德尔调制器、90°偏置结构与金属引线的另一端连接;

所述马赫曾德尔调制器包括1×2光学分束器B、接地金属电极、信号金属电极、2×2光学干涉器;所述信号金属电极的两侧均排列设置有接地金属电极,1×2光学分束器B、2×2光学干涉器分别设置于信号金属电极的两端;所述光束依次通过1×2光学分束器A、B后被分成两支光束,两支光束分别从两侧的接地金属电极和信号金属电极之间穿过后,在2×2光学干涉器形成干涉,并输出两支光束;

所述90°偏置结构包括旁金属电极、中心金属电极,光学合束器;所述中心金属电极两侧分别设置旁金属电极;光学合束器设置于所述中心金属电极的一端;每路所述马赫曾德尔调制器输出两支光束,其中一支光束从中心金属电极与旁金属电极之间穿过后,经过光学合束器输出,另一支光束从旁金属电极远离中心金属电极的一侧输出;所述接地金属电极、信号金属电极、旁金属电极、中心金属电极均与所述二氧化硅包层上的金属引线连接。

2.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的同相正交调制器,其特征在于:所述光波导的宽度范围设置为0.8–1μm;铌酸锂薄膜的厚度范围为300-700nm。

3.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的同相正交调制器,其特征在于:所述衬底为硅或石英或蓝宝石。

4.根据权利要求1所述的基于铌酸锂的同相正交调制器,其特征在于:所述接地金属电极、信号金属电极、旁金属电极、中心金属电极采用金或银或铝;所述金属厚度为300–1000nm。

5.一种如权利要求1~4任一项所述的基于铌酸锂的同相正交调制器的制备方法,其特征在于:所述制备方法具体步骤如下:

步骤1:将铌酸锂薄膜直接或通过键合介质间接键合在衬底上;

步骤2:使用高速旋涂的方法将电子束胶覆盖在铌酸锂薄膜上;

步骤3:利用电子束曝光系统将光学结构转移到电子束胶上;

步骤4:利用电子束胶作为掩模,在电感耦合-等离子体系统中,使用刻蚀气体实现干法刻蚀铌酸锂,将光学结构转移至铌酸锂薄膜材料上;

步骤5:在所述步骤3得到的基片上使用高速旋涂的方法将电子束胶覆盖在基片上;

步骤6:使用电子束蒸镀系统,蒸镀金属粘附层和金属电极;

步骤7:利用金属剥离技术最终形成电学结构。

6.根据权利要求5所述的基于铌酸锂的同相正交调制器的制备方法,其特征在于:所述刻蚀气体为氩气等离子体或六氟化硫/氩气混合气体等离子体;所述金属电极包括接地金属电极、信号金属电极、旁金属电极、中心金属电极;所述光学结构包括光波导、1×2光学分束器A、B、2×2光学干涉器、光学合束器。

7.根据权利要求6所述的基于铌酸锂的同相正交调制器的制备方法,其特征在于:所述金属电极与金属引线通过电子束曝光聚甲基丙烯酸甲酯胶的金属剥离技术实现或通过聚甲基丙烯酸甲酯胶-剥离胶双层胶的金属剥离技术实现。

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