[发明专利]基于铌酸锂薄膜材料的光栅耦合器及其制造方法

权利要求书

1.一种基于铌酸锂薄膜材料的光栅耦合器，其特征在于，包括：基于铌酸锂薄膜材料的光栅耦合器，包括：绝缘体上铌酸锂光子芯片以及设置于其上方的光纤，该绝缘体上铌酸锂光子芯片由上而下依次包括：汇聚型光栅耦合机构、二氧化硅埋层和硅衬底，所述的汇聚型光栅耦合机构，包括：铌酸锂光波导、锥形耦合区域、铌酸锂耦合光栅以及在铌酸锂耦合光栅和铌酸锂光波导上用于提高耦合效率的二氧化硅覆层。

2.根据权利要求1所述的基于铌酸锂薄膜材料的光栅耦合器，其特征是，所述的光纤具体放置于二氧化硅埋层的上方2.554μm处且光纤与水平方向的夹角为8°，传输的光为TE偏振。

3.根据权利要求2所述的基于铌酸锂薄膜材料的光栅耦合器，其特征是，所述的铌酸锂耦合光栅的周期为1.00μm，占空比为0.60。

4.一种制备上述任一权利要求所述基于铌酸锂薄膜材料的光栅耦合器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)在硅衬底上依次制作二氧化硅埋层和顶部铌酸锂层，形成绝缘体上铌酸锂光子芯片；

步骤2)利用等离子体增强气相沉积法沉积得到用于保护铌酸锂图案的二氧化硅掩膜层；

步骤3)依次涂设导电胶和光刻胶并通过电子束光刻制备出波导和耦合光栅的图案形状；

步骤4)通过反应离子刻蚀以及采用氩离子刻蚀铌酸锂，之后清除光刻胶，形成带有二氧化硅覆层的铌酸锂波导层和耦合光栅层。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的顶部铌酸锂层的厚度为600nm，二氧化硅埋层的厚度为4.7μm，硅衬底的厚度为500μm。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的铌酸锂光波导的刻蚀深度为495.34nm，耦合光栅的刻蚀深度为495.34nm。