[发明专利]低损耗光学有源器件及其制造方法

权利要求书

1.一种用于制作具有光波导的光学有源器件的方法，该光波导包含一个传导光信号时引起非线性效应的光学波导芯区(非线性芯区)，和一个不会引起非线性效应的光学波导芯区(线性芯区)，该方法包括下述步骤：

用线性聚合物在可透过紫外(UV)光的基片上形成一下包层；

在该下包层上的一个区域内形成不透过UV光的第一金属层，其它区域将要沉积上光波导；

在沉积的第一金属层上且与线性芯区两端头相邻处，形成由不同于第一金属层的材料制成并且不能透过UV光的材料所构成的第二金属层；

在波导区、第一金属层和第二金属层上形成非线性聚合物层；

通过从基片底部一侧用UV光对其曝光，并去除形成在第一和第二金属层上的未固化的非线性聚合物，而仅在非线性芯区形成固化的非线性聚合物；

在沉积在非线性芯区的非线性聚合物上形成第三金属层；

去除该第二金属层；

在该第一金属层和光波导上涂覆线性聚合物；

通过从基片底部一侧用UV光对其曝光，而仅在线性芯区形成线性聚合物；

去除沉积在下包层上的第一金属层和第三金属层；以及

在下包层和波导芯区上形成上包层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中形成该下包层的步骤用旋涂法实现。

3.根据权利要求2所述的方法，其中形成由旋涂的线性聚合物构成的下包层的步骤包括以下步骤：

通过对该下包层经UV光曝光而固化该下包层；以及

烘干下包层，以改善薄膜性能。

4.根据权利要求1所述的方法，其中形成该第一金属层的步骤包括以下步骤：

在下包层上涂覆光刻胶；

将有预定图案的光学掩膜套准在该基片上，以用UV光有选择地对该光刻胶曝光；

将光刻胶浸入一显影液中显影，并对其烘干，从而形成光刻胶图案；

用真空沉积法，将第一金属层沉积在具有光刻胶图案的基片上；以及

去除光刻胶。

5.根据权利要求1所述的方法，其中形成该第一金属层的步骤中的第一金属层不被能够蚀刻第二金属层的蚀刻剂所蚀刻。

6.根据权利要求1所述的方法，其中形成该第三金属层的步骤包括以下步骤：

在具有在形成非线性聚合物步骤中所形成的固化的非线性聚合物的基片上涂覆光刻胶；

通过从基片底部一侧让UV光照射在其上以除掉沉积在固化的非线性聚合物上的光刻胶，而形成光刻胶图案；

通过真空沉积法在有图案的基片上沉积该第三金属层；以及

去掉沉积在基片上的光刻胶。

7.根据权利要求1所述的方法，其中去除该第二金属层的步骤是通过用不能蚀刻该第一金属层的蚀刻剂蚀刻该第二金属层而实现的。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述固化线性聚合物的步骤中被固化的线性聚合物的厚度由照射的UV光的光量调节。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述上下包层具有的折射率低于构成波导芯的线性聚合物和非线性聚合物的折射率。

10.根据权利要求1所述的方法，其中非线性光学聚合物材料是对UV光敏感的，并将非线性光生色团作为其官能团。

11.根据权利要求1所述的方法，其中线性光学聚合物材料是一种线性光学有机材料，它对工作光波长来说是透明的，并且其光波导损耗低于非线性聚合物的光波导损耗。

12.一种将至少一个输入光束传输成至少一个输出光束的光学有源器件，它包括：

一块基片；

沉积在一基片上的下包层；

沉积在该下包层上用于传播光信号、并且包含产生非线性效应的非线性芯区和不产生非线性效应的线性芯区的光波导；以及

沉积在该光波导和下包层上的上包层，其中光波导的非线性芯区沉积在线性芯之间并由非线性聚合物制成，光波导的线性芯区具有一个与非线性芯区相连的端头和具有另一个与光信号的输入或输出端口相连的端头，并由其光波导损耗低于非线性聚合物的光波导损耗的线性聚合物制成，而且其中该上下包层的折射率低于构成波导芯的线性聚合物和非线性聚合物的折射率。