[发明专利]一种悬浮波导结构及其制备方法

权利要求书

1.一种悬浮波导结构，所述结构包括：

波导结构，其由具有三阶非线性系数的材料构成，所述三阶非线性系数大于等于2.7×10^-20m²/W；

悬臂结构，其材料与所述波导结构材料相同，所述悬臂结构支承所述波导结构，并位于所述波导结构的两侧，所述悬臂结构的高度与所述波导结构的高度相同；

支撑结构，其连接所述波导结构两侧的悬臂结构，以及

衬底，其连接所述支撑结构；

其中，所述波导结构和所述悬臂结构被设置为相对于所述衬底悬浮。

2.根据权利要求1所述的悬浮波导结构，其中，所述波导结构为在电磁波传播的方向延伸且横截面保持一致的条形波导结构或在电磁波传播方向延伸且横截面逐渐变小或变大的锥形波导结构。

3.根据权利要求1所述的悬浮波导结构，其中，所述波导结构材料是选自铌酸锂、氮化铝、碳化硅、III-V族化合物半导体薄膜材料和多层量子阱结构材料中的任一种。

4.根据权利要求3所述的悬浮波导结构，其中所述III-V族化合物半导体薄膜材料是铝镓砷材料。

5.根据权利要求1所述的悬浮波导结构，其中，所述衬底材料被选择为能够实现波导材料的外延生长并且与波导材料之间存在物理化学性质上的差异，使得所述衬底材料能够被选择性地去掉。

6.根据权利要求1所述的悬浮波导结构，其中，所述悬臂结构在波导平面中与电磁波传播方向垂直且沿着电磁波传播方向成周期性排列。

7.根据权利要求2所述的悬浮波导结构，其中，所述锥形波导结构在波导平面内投影为一端与所述条形波导结构的宽度相同并连接所述条形波导结构，另一端与所述条形波导结构的宽度不同。

8.根据权利要求7所述的悬浮波导结构，其中，所述另一端是用于将所述条形波导中的电磁波耦合到光纤的光纤耦合器端面。

9.根据权利要求1所述的悬浮波导结构，其中，所述悬浮波导结构还包括位于所述支撑结构与所述衬底之间的缓冲层，所述缓冲层被选择为与所述波导结构的材料存在物理化学性质上的差异，使其能够被选择性地去掉。

10.根据权利要求9所述的悬浮波导结构，其中，所述悬浮波导结构还包括位于所述缓冲层与所述衬底之间的外延生长层，所述外延生长层用于实现所述缓冲层的外延生长。

11.根据权利要求9或10所述的悬浮波导结构，其中，所述衬底材料被选择为能够外延生长所述外延生长层或所述缓冲层。

12.根据权利要求1所述的悬浮波导结构，其中所述波导结构的截面为矩形。

13.一种用于制备权利要求1-12之一所述的悬浮波导结构的方法，所述方法包括：

在衬底上利用外延法生长波导材料层；

在所述波导材料层上形成条形波导、锥形波导以及悬臂结构；

去除所述条形波导、锥形波导以及悬臂结构与所述衬底之间的部分材料；

其中，所述条形波导、锥形波导以及悬臂结构被设置为相对于所述衬底悬浮。

14.根据权利要求13所述的制备方法，还包括，在所述衬底上外延生长缓冲层，所述缓冲层位于所述衬底与所述波导材料层之间。

15.根据权利要求14所述的制备方法，还包括，在所述衬底上外延生长外延生长层，所述外延生长层位于所述衬底与所述缓冲层之间。