[发明专利]一种光波导的生产方法及由其制得的产品

说明书

本发明是关于光波导及其制作方法。

有关技术的介绍：

为开发光通信系统已经做了大量工作，这个系统的基本元件是光波导，它传输或引导光波从一点到另一点，以在光集成电路中连接不同的器件。这种波导是由具有较低折射率的介质包裹着一种透明的光导介质所组成。因此，沿着波导传输的光在波导和包裹介质的边界全部反应。在光集成电路中有两种基本波导的几何形状，一种是平面或片状波导，另一种是沟道或带状波导。

美国专利公报3，998，687公开了一种生产锂的铌酸盐外延薄膜的技术，包括把锂的钽酸盐基片籽晶浸渍于过冷熔化系统中，它们是从Li₂B₂O₄-Li₂Nb₂O₆，Li₂WO₄-Li₂Nb₂O₆，K₂WO₄-Li₂Nb₂O₆和WO₃-Li₂Nb₂O₆中选择出耒的，在平衡建立以后，从熔流中拉出籽晶，然后冷却拉出的籽晶。公开出的这种膜可用作光波导。

美国专利公报4，073，675公开了在一种选择的晶体平面上的钽酸锂（LiTaO₃）基片上生产铌酸锂（LiNbO₃）外延结晶膜的工艺。包括施于LiTaO₃的基片上的一种LiNbO₃粉末加热到LiNbO₃的熔化温度以上，但低于LiTaO₃的熔化温度。然后慢慢地冷却，也就是以每小时10℃至50℃的速率冷却，直到低于LiNbO₃的熔化温度。

美国专利公报4，037，005公开了一种生产光波导的方法。此方法中铌（niobium）或氧化铌（nibium-oxide）涂于锂的钽酸盐的单晶上加热到能使铌扩散到晶体中去，然后使晶体冷却。当涂上铌的晶体在加热步骤的低温区段铌被氧化，扩散出现于1050℃至1250℃。

美国专利公报4，284，663公开了一种在光透明晶体，例如锂的铌酸盐基片上制造光波导表面层的方法。通过沉淀一层厚原子序数由21至30的迁跃金属原素中选择的金属，或银和金，到基片表面，加热这合成产品于800℃至1100℃以向内扩散金属。

美国专利公报4，206，251和4，329，061公开了一种把金属扩散到一种半导体材料或者介质基片的方法。在基片上涂上所需要的金属和二氧化硅的有机金属溶液组成的一种液体成分。对涂过的基片升温加经至足够使得溶液的有机部分分解的时间。由此留下一包括所需要的金属氧化物和二氧化硅的复合膜。进一步加热这种结构，使得这种金属氧化物中的金属扩散进入基片。特别提出用LiNbO₃作为基片，同时特别讨论了钛的扩散。这个专利还公开了用这种方法制造的光波导器件。在这种工艺中形成的复合膜防止二氧化锂LiO₂的外扩散。

1976年应用物理通讯（Appl.Phys.Lett）第29期289-291页，公开了一种光波导，它是用射频喷镀的方法把Sr₂Nb₂O₇薄膜生长在b-型板状单晶Sr₂Ta₂O₇基片上。

美国专利公报3，949，323公开了一种非线性光学器件和电-光调制器。它采用具有化学公式MTiO（XO₄）的化合物组成的晶体，式中的M是K、RbTl或者NH₄中的一种或几种。X是P和As中的一种或两种。当M是NH₄时，这里的X是P。

1976年应用物理学报（Journal    of    Applied    Physics）第47期、4980-4985页公开了K_xRb_xTiOPO₄材料它是一种非线性光学（NLO）材料，具有较大的非线性光学系数，在较大的波长范围是透明的，不易受到激光的损害，而且有化学惯性。