[发明专利]一种基于MZI结构的双模波导热光开关及其制备方法

权利要求书

1.一种基于MZI结构的双模波导热光开关，其特征在于：整个器件基于MZI光波导结构，从左到右，依次由结构和尺寸相同的平行输入直波导(1、2)、结构和尺寸相同的S弯曲波导(3、4)、结构和尺寸相同的平行耦合臂波导(5、6)、结构和尺寸相同的S弯曲波导(7、8)、结构和尺寸相同的平行直波导(9、10)、结构和尺寸相同的锥形波导(11、12)、结构和尺寸相同的宽度大于输入直波导的平行相移器直波导(13、14)、结构和尺寸相同的两个锥形波导(15、16)、结构和尺寸相同的平行直波导(17、18)、结构和尺寸相同的S弯曲波导(19、20)、结构和尺寸相同的平行耦合臂波导(21、22)、结构和尺寸相同的S弯曲波导(23、24)、结构和尺寸相同的平行输出直波导(25和26)、结构和尺寸相同的在相移器直波导(13、14)正上方的金属电极(27、28)构成；锥形波导(11、12、15、16)和平行相移器直波导(13、14)共同构成MZI模式不敏感热光开关的相移器；

从下到上，相移器依次由硅片衬底(29)、在硅片衬底(29)上制备的聚合物下包层(30)、在聚合物下包层(30)上制备的两个矩型波导结构的光波导芯层(33)、在聚合物下包层(30)和光波导芯层(33)上制备的聚合物上包层(34)、在聚合物上包层(34)上制备的两个金属电极(27、28)组成，光波导芯层(33)被包埋在聚合物上包层(34)之中；金属电极(27、28)位于矩型波导结构的光波导芯层(33)的正上方；输入直波导(1、2)、S弯曲波导(3、4、7、8、19、20、23、24)、平行耦合臂波导(5、6、21、22)、锥形波导(11、12、15、16)、平行相移器直波导(13、14)、平行直波导(9、10、17、18)、输出直波导(25、26)依次由硅片衬底(29)、在硅片衬底(29)上制备的聚合物下包层(30)、在聚合物下包层(30)上制备的两个矩型波导结构的光波导芯层(33')、在聚合物下包层(30)和光波导芯层(33')上制备的聚合物上包层(34)组成，光波导芯层(33')被包埋在聚合物上包层(34)之中。

2.如权利要求1所述的一种基于MZI结构的双模波导热光开关，其特征在于：输入直波导(1、2)和输出直波导(25、26)的长度a₁和a₁’为0.1～1.5cm；S弯曲波导(3、4、7、8、19、20、23和24)的偏折角度θ为0.5～1.5°，水平长度a₂和a₂’为0.2～1.0cm；平行耦合臂波导(5、6、21、22)的长度L和L’为0.1～1.5cm，平行直波导(9、10)和平行直波导(17、18)的长度a₃和a₃’为0.05～0.15cm；锥形波导(11、12、15、16)的水平长度a₄和a₄’为0.1～0.5cm，平行相移器直波导(13、14)的长度a₅为0.2～1cm，宽度为8～20μm；金属电极(27、28)的长度a₆为0.2～1cm，宽度w₁为10～15μm；输入直波导(1、2)之间、输出直波导(25、26)之间的间距l₁和l₁’为50～200μm，平行耦合臂波导(5、6)之间、平行耦合臂波导(21、22)之间的耦合间距l₂和l₂’为0.5～10μm；硅片衬底(29)的厚度为0.5～1mm，聚合物下包层(30)的厚度为5～15μm，光波导芯层(33、33')的厚度为2～8μm；平行相移器直波导(13、14)的宽度为8～20μm，其余波导的宽度为2～15μm；位于光波导芯层(33、33')上方的聚合物上包层(34)的厚度为5～15μm，金属电极(27、28)的厚度为20～200nm。