[发明专利]基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关及调控方法

权利要求书

1.一种基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关设置有PLZST反铁电光子晶体、PLZST反铁电光子晶体耦合器、开关电极、调控电极；

所述开关电极设置在与PLZST反铁电光子晶体耦合器平行的区域；

所述调控电极为石英玻璃上的Pt薄膜和氧化铝陶瓷层，分别安装在二维的PLZST反铁电光子晶体的上下两面，所述开关电极和调控电极采用探针台分别与开关控制电路和调控电路相连。

2.如权利要求1所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，所述PLZST反铁电光子晶体波导为空气柱型，空气柱直径为420nm，空气柱间距为200nm；所述开关电极宽度为7μm。

3.如权利要求1所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，所述PLZST反铁电光子晶体包括光子晶体波导A、光子晶体波导B；

所述光子晶体波导A和光子晶体波导B 的长度为50μm；

反铁电光子晶体耦合器为光子晶体波导 A和光子晶体波导B相互靠近的部分组成的耦合器，长度为5μm。

4.如权利要求3所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，若光子晶体波导A接入射光耦合器，则光子晶体波导B接出射光耦合器；若光子晶体波导B接入射光耦合器，则光子晶体波导A接出射光耦合器。

5.如权利要求1所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，所述开关电极为金属Pt，采用磁控溅射方式制备，具体包括以下步骤：

（1）设计电极版图；

（2）旋涂光刻机；

（3）采用电子束曝光；

（4）显影脱膜；

（5）采用耦合等离子体刻蚀；

（6）采用磁控溅射仪沉积Pt电极；

（7）去胶。

6.如权利要求1所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，制备所述调控电极的方法包括：

（1）清洗石英玻璃样片；

（2）采用磁控溅射方法在石英玻璃样片上制备厚度50-80nm的Pt，作为电极，并采用磁控溅射方法在Pt电极表面制备厚度40-50nm的氧化铝陶瓷，作为绝缘层；

（3）将一片镀有金属Pt和氧化铝陶瓷层的石英玻璃片通过热压键合方式贴于PLZST反铁电光子晶体的上表面，氧化铝陶瓷绝缘层直接紧贴光子晶体表面；

（4）基于SSO模板法制备的二维PLZST反铁电光子晶体附着在Si衬底上，采用化学方法腐蚀掉衬底Si；

（5）将一片镀有金属Pt和氧化铝陶瓷层的石英玻璃片通过热压键合方式贴于PLZST反铁电光子晶体的下表面，氧化铝陶瓷绝缘层直接紧贴光子晶体表面；

（6）连接光路和电路；

（7）调控电路加载正向或者反向偏置电压，PLZST反铁电材料的介电常数变化，PLZST反铁电光子晶体、PLZST反铁电光子晶体耦合器的折射率随着变化，进而调节PLZST反铁电光子晶体的中心波长。

7.如权利要求6所述基于PLZST反铁电光子晶体的可调光开关，其特征在于，步骤（6）中所述光路与电路的连接方法包括：

光纤通过光栅与PLZST光子晶体波导连接，形成光路；所述光路上表面连接有调控电路正电极，所述光路下表面连接有调控电路负电极；入射光一侧接开关电极的正电极，出射光一侧接开关电极的负电极；

所述调控电路和开关控制电路均采用探针台连接到PLZST反铁电光子晶体可调光开关；

所述光路连接激光发生器和光强探测器；

所述入射光和出射光通过光栅耦合器连接到光纤；

所述光开关的导通与断开状态转换通过光子晶体波导A和光子晶体波导B相互靠近的部分组成的耦合器加载的电场强度大小和方向控制。