[发明专利]热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器及制备方法

权利要求书

1.热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，连接在绝缘体衬底上，其特征在于，包括第一硅基光学结构(1)、第二硅基光学结构(11)、第一光学分束结构(2)、第二光学分束结构(21)、导热结构(3)、第一光场模式转换结构(4)、第二光场模式转换结构(42)、加热金属电极(5)、键合介质层(6)、铌酸锂波导(7)、信号金属电极(8)、接地金属电极(9)、加热电极两端偏压电极(10)；其中所述第一光学分束结构(2)和第二光学分束结构(21)均为Y型结构；所述第一光学分束结构(2)的开口一端分别连接有第一光场模式转换结构(4)，第一光学分束结构(2)的相对另一端与第一硅基光学结构(1)连接；所述第一光场模式转换结构(4)与铌酸锂波导(7)的一端连接，所述铌酸锂波导(7)的另一端与第二光学分束结构(21)连接；所述第二光学分束结构(21)的开口一端分别连接有第二光场模式转换结构(41)，第二光学分束结构(21)的相对另一端与第二硅基光学结构(11)连接；所述铌酸锂波导(7)数量为2个，两个铌酸锂波导(7)之间连接有信号金属电极(8)，所述铌酸锂波导(7)的上下两侧连接有接地金属电极(9)；所述第二光学分束结构(21)的Y型开口的两侧均连接有加热金属电极(5)；所述加热金属电极(5)与第二光学分束结构(21)上的Y型开口分支平行；所述加热金属电极(5)的两端连接有加热电极两端偏压电极(10)；所述键合介质层(6)覆盖在第一硅基光学结构(1)及第二硅基光学结构(11)的表面。

2.根据权利要求1所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器还包括导热结构(3)，所述导热结构(3)覆盖连接在第二光学分束结构(21)上的Y型开口分支上。

3.根据权利要求2所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述导热结构(3)为用于加热的浅刻蚀楔形波导结构。

4.根据权利要求3所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述导热结构(3)的厚度为5～10nm。

5.根据权利要求2所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述加热金属电极(5)的材质包括镍铬合金或钛。

6.根据权利要求2所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述第一光场模式转换结构(4)、第二光场模式转换结构(42)均为楔形结构。

7.根据权利要求2所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述键合介质层(6)的厚度为10～300nm。

8.根据权利要求2所述的热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器，其特征在于，所述加热金属电极(5)和加热电极两端偏压电极(10)均由粘附层金属和金构成，所述粘附层金属包括钛或铬。

9.一种根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在绝缘体硅薄膜的基片上利用光刻蚀技术制作第一硅基光学结构(1)、第二硅基光学结构(11)；

S2：在步骤S1上得到的第一硅基光学结构(1)和第二硅基光学结构(11)上旋涂苯并环丁烯；

S3：将绝缘体-埋氧层-铌酸锂薄膜的晶片贴在所述步骤S2得到的绝缘体-埋氧层-硅基光学结构-键合介质材料上，高温退火，得到硅铌酸锂组合基片；

S4：将所述步骤S3得到的硅铌酸锂组合基片上位于铌酸锂薄膜上方的埋氧层和绝缘体去掉，得到硅铌酸锂薄膜组合基片；

S5：在所述步骤S4得到的组合基片上利用光刻和刻蚀手段制作铌酸锂波导(7)；

S6：在所述步骤S5得到的组合基片上利用开窗口工艺刻蚀加热金属电极(5)两端区域的铌酸锂使加热金属电极(5)裸露；

S7：在所述步骤S6得到的结构中利用金属剥离工艺，镀上粘附层和金电极，使金电极和加热金属电极(5)两端粘连，得到利用热调控制偏置点的硅铌酸锂混合集成调制器。

10.根据权利要求9所述的一种热调偏置硅铌酸锂混合集成调制器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括在绝缘体硅薄膜的基片上利用光刻蚀技术制作第一光学分束结构(2)、第二光学分束结构(21)、导热结构(3)、第一光场模式转换结构(4)、第二光场模式转换结构(42)；在步骤S1上得到的第一硅基光学结构(1)和第二硅基光学结构(11)上利用原子层沉积氧化铝绝缘层；在步骤S1上得到的导热结构(3)上利用金属剥离工艺制作加热金属电极(5)。