【技术实现步骤摘要】
一种激光泵浦铌酸锂波导光子集成器件及其制备与应用
[0001]本专利技术属于光子集成与光波导
更具体地，涉及一种激光泵浦铌酸锂波导光子集成器件及其制备与应用。
技术介绍
[0002]铌酸锂(LN)晶体具有宽的透射窗口(0.35～5μm)、高的非线性系数(30pm/V)、高的折射率(～2.2)和大的电光系数(30.8
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1012m/V)，是光子集成器件衬底材料的重要候选者，被誉为“光子学中的硅”。然而长期以来，对于铌酸锂衬底的光子结构一直非常难以制备，这主要是由于铌酸锂晶体具有稳定的物理与化学特性，无法像类似半导体光刻技术那样对其进行精密刻蚀，且铌酸锂晶体属于间接带隙材料，要实现电泵浦发光很困难。因此一般通过在铌酸锂薄膜(LNOI)上掺杂稀土离子的方式实现光致发光。然而传统的掺杂稀土LNOI激光器都是基于微盘腔开展的，微盘腔主要通过锥形光纤耦合的方式进行泵浦和信号的提取，这存在耦合的不确定性、后期与其他功能器件无法集成到同一片上的局限性。此外，通过光纤或者光芯片与LNOI基光波导的光互连，也会存在耦合...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光泵浦铌酸锂波导光子集成器件，其特征在于，由p型衬底(4)、边发射激光器(22)、LNOI光波导激光器(21)、p面电极(20)和n面电极(19)组成，其中，p型衬底(4)上方从左到右依次溅射p面电极(20)、键合边发射激光器(22)和LNOI光波导激光器(21)，n面电极(19)溅射在边发射激光器(22)表面；所述LNOI光波导激光器(21)从上到下依次为光刻胶、铌酸锂衬底(1)和SiO2层(2)，在铌酸锂衬底(1)内注入一层离子注入损伤层(3)，条形波导结构图案(25)通过光刻胶刻蚀在铌酸锂衬底(1)表面，所述条形波导结构图案(25)中含有铌酸锂波导(7)，后向光栅(10)和前向光栅(11)透过条形波导结构图案(25)两端刻蚀在铌酸锂衬底(1)内，在铌酸锂衬底(1)中注入稀土离子使稀土离子分散在铌酸锂衬底(1)中，并在左侧设有端面(24)；所述边发射激光器(22)在右侧设有出光口(23)，出光口(23)对着LNOI光波导激光器(21)中的端面(24)，使边发射激光器(22)出射的激光泵浦稀土离子能级跃迁发出的光子在前后光栅(10、11)内发射。2.根据权利要求1所述光子集成器件，其特征在于，所述条形波导结构图案(25)从左到右依次为铌酸锂波导输入端(9)，第二锥形过渡波导(8)，铌酸锂波导(7)，第一锥形过渡波导(6)，铌酸锂波导输出端(5)；其中后向光栅(10)刻蚀在第一锥形过渡波导(6)左侧，前向光栅(11)刻蚀在第二锥形过渡波导(8)右侧。3.根据权利要求2所述光子集成器件，其特征在于，所述铌酸锂波导(7)和铌酸锂波导输入端(9)的长度L2为≥20μm，宽度w为200nm～1000nm，第一锥形过渡波导(6)和第二锥形过渡波导(8)的长度L1为≥20μm，宽度M为0.5μm～100μm。4.根据权利要求1所述光子集成器件，其特征在于，所述边发射激光器(22)从上到下依次溅射n面电极(19)，沉积n型衬底(4
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)、n型缓冲层(12)、n型限制层(13)、n型波导层(14)、量子阱有源区(15)、p型波导层(16)、p型限制层(17)和p型接触层(18)。5.根据权利要求1所述光子集成器件，其特征在于，所述稀土离子为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪或钇离子。6.根据权利要求1所述光子集成器件，其特征在于，所述p型衬底(4)和n型衬底(4
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)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞，王青，赵东，于庆南，张黎可，李晓东，胡长雨，曹燚，任乐，李睿，
申请(专利权)人：无锡学院，
类型：发明
国别省市：
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