[发明专利]一种基于液晶包层聚合物光波导的可调光衰减器

摘要

本发明公开了一种基于液晶包层聚合物光波导的可调光衰减器。本发明包括硅衬底、下电极、二氧化硅下包层、聚合物光波导芯层、液晶下定向层、液晶间隔物层、液晶层、液晶上定向层、上电极。在无外加电压的情况下，传输光在聚合物光波导芯层中低损耗传输，当外加电压逐渐增大时，液晶层的折射率逐渐增大，传输光逐渐扩散到作为波导包层的液晶层中去，不再作为导模传输，损耗增大，进而实现可调光衰减器功能。本发明提出的基于液晶包层聚合物光波导的可调光衰减器具有结构紧凑，制作方法简便，且波长不敏感，工作带宽大的特点，满足光通信、集成光学等领域的实用要求。

主权项

一种基于液晶包层聚合物光波导的可调光衰减器，其特征在于包括硅衬底、下电极、二氧化硅下包层、聚合物光波导芯层、液晶下定向层、液晶间隔物层、液晶层、液晶上定向层、上电极;硅衬底为重掺杂的硅材料，电导率达到2×10‑2Ω·cm以上；硅衬底正上方利用化学气相沉积生长7～10μm厚的二氧化硅下包层，其折射率为1.45；硅衬底正下方利用化学电镀方式电镀有一层金属镍，该层金属镍作为下电极，且下电极的厚度为300nm～1μm;二氧化硅下包层的上表面通过干法刻蚀得到宽3 μm，厚2.5 μm的凹槽，然后通过旋涂匀胶将芯层聚合物材料嵌入二氧化硅包层上表面的凹槽中，从而形成聚合物光波导芯层；所述的二氧化硅下包层、聚合物光波导芯层共同形成平顶式倒脊形波导结构；聚合物光波导芯层的上表面旋涂一层300nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯，作为液晶下定向层，所述的聚甲基丙烯酸甲酯折射率为1.48；上电极的材料为ITO玻璃，其下表面同样旋涂一层300nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯，作为液晶上定向层，液晶上定向层下表面与液晶下定向层上表面之间通过多个直径为6～8μm的二氧化硅小球作间隔物，隔出液晶间隔物层，所述的液晶间隔物层为两端开放的筒形，且其横截面为矩形；所述的二氧化硅小球混合在紫外固化胶中，并将硅衬底、下电极、二氧化硅下包层、聚合物光波导芯层、液晶下定向层、液晶上定向层、上电极固定在紫外光中曝光，使液晶上定向层下表面与液晶下定向层通过液晶间隔物层粘合固定；然后再利用毛细现象，将单轴正性向列相液晶注入液晶间隔物层内，形成液晶层。