基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，包括：硅基衬底；覆盖于所述硅基衬底上的二氧化硅缓冲层；折射率高于所述二氧化硅缓冲层，并镀在所述二氧化硅缓冲层上的二氧化硅芯层；覆盖于所述二氧化硅芯层上的二氧化硅上包层。其中，所述二氧化硅芯层的芯层波导为两个多模干涉仪组成的马赫‑曾德干涉仪，该马赫‑曾德干涉仪的马赫‑曾德干涉臂下埋有用于对波导进行加热以调制相位的金属电极。通过调节附加在金属电极上的电压可实现光信号在波导输出端口的切换。具有结构简单、成本低、高消光比、低偏振相关损耗等优点，在未来高速动态光网中的光路切换节点处具有重要的潜在应用。

2 x 2 integrated optical switch based on silicon dioxide planar optical waveguide and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关及制造方法
本专利技术涉及波导集成光开关，特别涉及基于二氧化硅的平面光波导技术的2×2集成光开关。
技术介绍
为了满足不同类型的数据需求，光通信网中的通信数据数量急剧增加，网络技术的应用开始受到了网络设备的延迟以及耗电量的限制。为了满足在高速率转换下处理更多信息量的需求，业界提出了动态光路网络方案。动态光路网络需通过多端口数的光开关进行快速光路切换。光开关是实现全光交换的核心器件，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作，可实现动态光路径管理、光网络的故障保护、波长动态分配等功能，对提高目前复杂灵活性具有重要的意义，光开关的研究已成为全光通信领域研究的焦点。近年来，制造成本合理的多端口光开关一直是一个挑战。基于绝缘体上硅的光开关具有低功耗以及与互补金属氧化物半导体制造工艺兼容的优点，可以实现低成本，高集成、小尺寸的光学器件，为未来的高速光网络提供了可行的解决方案。由于Si(n＝3.48)和SiO2(n＝1.4444)之间的高折射率差作为强约束因子，使硅光器件的结构非常紧凑。但另一方面，这也使得硅光子器件具有偏振依赖性，包括偏振模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，其特征在于，包括：硅基衬底；覆盖于所述硅基衬底上的二氧化硅缓冲层；折射率高于所述二氧化硅缓冲层，并镀在所述二氧化硅缓冲层上的二氧化硅芯层；以及覆盖于所述二氧化硅芯层上的二氧化硅上包层；其中，所述二氧化硅芯层的芯层波导为两个多模干涉仪组成的马赫‑曾德干涉仪，该马赫‑曾德干涉仪的马赫‑曾德干涉臂下埋有用于对波导进行加热以调制相位的金属电极。

【技术特征摘要】
1.一种基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，其特征在于，包括：硅基衬底；覆盖于所述硅基衬底上的二氧化硅缓冲层；折射率高于所述二氧化硅缓冲层，并镀在所述二氧化硅缓冲层上的二氧化硅芯层；以及覆盖于所述二氧化硅芯层上的二氧化硅上包层；其中，所述二氧化硅芯层的芯层波导为两个多模干涉仪组成的马赫-曾德干涉仪，该马赫-曾德干涉仪的马赫-曾德干涉臂下埋有用于对波导进行加热以调制相位的金属电极。2.根据权利要求1所述的基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，其特征在于，所述二氧化硅缓冲层的厚度大于10微米以上，所述二氧化硅上包层的厚度为10微米，折射率均为1.4444；所述二氧化硅芯层的厚度为6微米，折射率为1.4567。3.根据权利要求1所述的基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，其特征在于，所述多模干涉仪的干涉区域长度为9473微米，宽度为120微米，厚度为6微米；所述马赫-曾德干涉臂的长度为500微米。4.根据权利要求1所述的基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，其特征在于，所述多模干涉仪的干涉区域的输入端口波导与输出端口波导均为相同锥形波导和第一直波导的组合。5.根据权利要求4所述的基于二氧化硅平面光波导的2×2集成光开关，其特征在于，锥形波导的长度为304.9微米，连接多模干涉仪端的宽度为12.4微米，连接第一直波导端的宽度为6微米；所述第一直波导的宽度为6微米，长度为100微米，输入端口波导和输出端口波导中心各自与干涉区域中心偏移量为20.3微米；输入端口波导的输入端和输出端口波...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯吉军，孙晓宇，林圣福，
申请(专利权)人：苏州科沃微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32