[发明专利]基于亚微米铌酸锂薄膜的高速偏振调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于亚微米铌酸锂薄膜的偏振调制器制备方法，其包括周期极化步骤、波导制备步骤和GSG电极制备步骤；

所述周期极化步骤用于对亚微米铌酸锂薄膜进行周期极化，形成周期极化铌酸锂薄膜；

所述波导制备步骤用于对所述周期极化铌酸锂薄膜进行刻蚀，以在所述周期极化铌酸锂薄膜上形成脊型波导；

所述GSG电极制备步骤用于在所述周期极化铌酸锂薄膜上形成GSG电极结构，其中，所述GSG电极结构包括信号电极及位于信号电极两侧的第一和第二接地电极，并且，所述脊型波导位于所述接地电极和信号电极之间。

2.如权利要求1所述的制备方法，其中，所述GSG电极制备步骤包括以下子步骤：

借助气相沉积在所述周期极化铌酸锂薄膜上沉积形成GSG电极金属层的气相沉积子步骤；

借助电镀工艺增加与GSG电极结构对应区域上的GSG电极金属层厚度的增厚子步骤；以及，

去除GSG电极结构对应区域以外的GSG电极金属层的电极成型子步骤。

3.如权利要求2所述的制备方法，其中：

在所述气相沉积子步骤中，所述气相沉积为物理气相沉积；以及/或者；

在所述气相沉积子步骤中，所述GSG电极金属层包括形成于所述周期极化铌酸锂薄膜上的第一金属层，以及形成于所述第一金属层上的第二金属层；以及/或者，

在所述增厚子步骤中，在所述电镀工艺之前利用光刻胶遮盖所述GSG电极结构对应区域以外的GSG电极金属层。

4.如权利要求3所述的制备方法，其中，所述第一金属层为钛层，所述第二金属层为金层；并且/或者，所述第一金属层具有100-200nm的厚度，所述第二金属层具有100-200nm的厚度。

5.如权利要求2所述的制备方法，其中，所述波导制备步骤包括在所述周期极化铌酸锂薄膜上形成金属掩模的掩模子步骤，以及借助电感耦合等离子体干法刻蚀在所述周期极化铌酸锂薄膜上形成脊型波导的波导成型子步骤。

6.如权利要求2所述的制备方法，其中，所述周期极化步骤包括以下子步骤：

在所述亚微米铌酸锂薄膜上沉积极化电极金属层，并通过对所述极化电极金属层进行光刻蚀形成周期极化电极的极化电极成型子步骤；以及，

借助所述周期极化电极对所述亚微米铌酸锂薄膜进行周期极化的极化子步骤。

7.如权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其中：

所述周期极化步骤被设置成在所述亚微米铌酸锂薄膜上形成1-10mm的极化宽度、5-50mm的极化区域长度、约50％的极化占空比、以及极化周期Λ＝λ/[n_eff(TE)-n_eff(TM)]，λ为偏振调制器的输入光波长，n_eff(TE)和n_eff(TM)分别为TE和TM偏振光在所述脊型波导中的有效折射率；

所述波导制备步骤被设置成使所述脊型波导具有400-1000nm的高度、1-2μm的宽度、以及坡度角为65-85°的倾斜侧壁；

所述GSG电极制备步骤被设置成使所述信号电极具有10-20μm的宽度和0.5-2μm的厚度、接地电极具有20-50μm的宽度和0.5-2μm的厚度，且所述脊型波导与相邻的信号电极和接地电极之间的间距为2-4μm。

8.一种基于亚微米铌酸锂薄膜的高速偏振调制器，其包括脊型波导和GSG电极结构；其中，

所述脊型波导形成于亚微米级的周期极化铌酸锂薄膜中；

所述GSG电极结构形成于所述周期极化铌酸锂薄膜上，且包括信号电极及位于信号电极两侧的第一和第二接地电极；

所述脊型波导位于所述接地电极和信号电极之间。

9.如权利要求8所述的高速偏振调制器，其还包括衬底及位于所述衬底与周期极化铌酸锂薄膜之间的绝缘层。