[发明专利]一种偏振器件及其制备方法

说明书

本发明涉及集成光学技术领域，特别涉及一种偏振器件及其制备方法。包括：支撑层和模式筛选层，所述支撑层用于支撑所述所述模式筛选层；所述模式筛选层包括光吸收层和光隔离层，所述光吸收层设置在所述支撑层上，所述光隔离层设置在所述光吸收层上；所述光吸收层用于吸收预设光波导模式的光。光吸收层可以选择性吸收TM模式以及其他高阶模式的光波，光隔离层可以限制光吸收层对光波能量的吸收程度。本申请所述的偏振器件对光偏振的控制，是基于整个电路衬底进行改进来实现的，当光学结构大规模的在片上集成时，模式筛选层可对所有的光学结构中的光波进行偏振筛选，因此无须在光路上重复制备大量偏振控制结构，降低了工艺难度。

技术领域

本发明涉及集成光学技术领域，特别涉及一种偏振器件及其制备方法。

背景技术

信息技术的发展始终追求更大的集成度和更快的信息处理速度。微电子技术近年来由于物理原理方面原因，其基本原件晶体管的尺寸和性能都难以继续提高。为继续提高信息处理速度，人们想到利用另一种信息载体——光子。相比电子，光子具有更多稳定可控的调制和复用维度，如振幅、相位、波长、偏振态、模式等，具有更大的带宽、更高的频谱利用率和通信容量。集成光子学技术以其集成度高、尺寸小、与微电子工艺相兼容等优势，在数据中心、通信、传感等各个领域彰显出巨大应用价值。

集成光学领域，利用光波导来传输光波。光波被限制在光波导结构中通常具有不同的偏振模式，如准横电模(TE mode)和准横磁模(TM mode)。由于一些光学信息处理原件如电光调制器等，只支持TE模式，而且TM模式通常具有更高的弯曲损耗，波导传输过程中如果光偏振态发生改变，会加大传输损耗。利用光子传输信息，关键技术之一是需要保证光路中光子的偏振态保持稳定。为了解决这一问题，人们提出了多次片上的光偏振控制器件。如：通过级联的弯曲波导散射TM模式，保留TE模式来实现偏振控制；利用非对称的定向耦合器选择性的把TM模式耦合到另外一波导分支，实现偏振控制；还有利用超材料放置在波导两侧来选择性的除去TM模式等。以上的方法都是通过局部的结构来实现局部传播区域的偏振控制，当光学结构大规模的在片上集成时，以上方法需要在光路上重复制备大量结构来实现偏振控制，这对于工艺稳定性提出了挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的光偏振器件在大规模集成光路应用时，需重复制备大量的偏振结构实现偏振控制，造成工艺难度大的问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例公开了一种偏振器件，包括：支撑层和模式筛选层，

所述支撑层用于支撑所述所述模式筛选层；

所述模式筛选层包括光吸收层和光隔离层，所述光吸收层设置在所述支撑层上，所述光隔离层设置在所述光吸收层上；

所述光吸收层用于吸收预设光波导模式的光。

进一步的，所述光吸收层为金属光吸收层。

进一步的，所述金属光吸收层的材料包括金、钛、铜、铂、镍、铬中的至少一种。

进一步的，所述金属光吸收层的厚度为2nm-50nm。

进一步的，所述偏振器件还包括光波导介质层，所述光波导介质层设置在所述光隔离层上，所述光波导介质层中设有至少一个光波导结构。

进一步的，所述光隔离层的折射率小于所述光波导介质层。

进一步的，所述光波导介质层的材质包括铌酸锂、石英、硅、二氧化硅、金刚石、碳化硅、氮化硅。

进一步的，所述光波导结构包括矩形波导结构、脊形波导结构、梯形波导结构、弧形波导结构中的至少一种。

进一步的，所述光隔离层的材质包括二氧化硅、二氧化钛、空气腔、玻璃介质中的至少一种；和/或，

所述光隔离层的厚度为50nm-5μm。