一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器，包括硅基层、二氧化硅层、III

【技术实现步骤摘要】
一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器


[0001]本技术涉及隔离器
，特别是涉及一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器。

技术介绍

[0002]随着大数据时代的到来，海量数据需要更大的带宽和更高的光纤通信速度。近年来，硅基光电技术已成为支持新一代光通信和光互连的核心技术之一，越来越多的光学组件集成在硅基平台上；然而光隔离器作为光通信系统中不可缺少的无源器件，在商业应用中仍然使用分立器件，这严重限制了硅基光电子技术的成本和应用范围。
[0003]目前，商用隔离器是利用法拉第效应设计的，这种隔离器是自由空间光学器件，不能与光学电路进行单片集成，为了避免手动对准光路，需要在光发射机模块中安装光隔离器；非互易损耗偏移可用于设计使用横向克尔效应的单片集成光学隔离器，尽管已经做出了许多努力来实现单片集成光学隔离器，但隔离器与激光器的集成仍然是一个挑战，因为隔离器结构不同于典型的激光二极管，典型激光二极管的波导宽度大于单片集成隔离器的波导宽度，如果二者直接集成，则需要添加锥形波导，这将极大地影响光传输效率。
[0004]在数据通信应用中，需要大量的发射机，主要由III
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V半导体构成，由于InP晶片的尺寸限制，大规模硅晶片上的异质集成III
‑
V材料很有前途，近年来，薄膜光学器件被提出为光学单片集成的核心技术，由于薄膜结构的高光学限制，属于低功耗型器件，并且在硅平台上具有高集成度，这能够大大降低制造成本，因此，设计一种能够与薄膜激光器集成的片上隔离器至关重要。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器的结构设计，旨在解决现用商用光隔离器单片集成困难，如何在硅基上集成光隔离器、如何与激光器直接集成，从而提高光传输效率等技术难题。
[0006]为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0007]一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器，包括硅基层、二氧化硅层、III
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V薄膜层、脊波导和磁光材料层，上述硅基层、上述二氧化硅层、上述III
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V薄膜层和上述脊波导从下到上设置，上述磁光材料层设于上述脊波导侧壁上。
[0008]优选地，上述III
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V薄膜层结构包括从左到右依次设置P型III
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V材料层、有源层和N型III
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V材料层，上述P型III
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V材料层的上方设有P型金属电极层，上述N型III
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V材料层的上方设有N型金属电极层。
[0009]优选地，上述有源层包括下III
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V材料包层、多量子阱、上III
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V材料包层，上述下III
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V材料包层、上述多量子阱、上述上III
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V材料包层从下到上设置，上述脊波导设于上述上III
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V材料包层上方。
[0010]优选地，上述脊波导的宽度大于上述有源层宽度。
[0011]优选地，上述脊波导侧壁和上述磁光材料层中间设有缓冲材料层。
[0012]相比现有技术，本技术的有益效果在于：
[0013]通过硅基层、二氧化硅层、III
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V薄膜层和脊波导组成的薄膜光放大器和设于脊波导侧壁上的磁光材料层组成集成型薄膜光隔离器，属于底功低功耗型器件，在硅平台上具有高集成度，这能够大大降低制造成本，其截面与硅基异质集成激光器有相似的结构，可以直接与激光器集成，无需进行光路校准，提高光传输效率。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本技术的实施例中隔离器立体示意图；
[0016]图2为本技术的实施例中激光器与隔离器集成示意图。
[0017]附图标记说明：
[0018]1、硅基层；2、二氧化硅层；3、P型III
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V材料层；4、P型金属电极层；5、N型III
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V材料层；6、N型金属电极层；7、下III
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V材料包层；8、多量子阱；9、上III
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V材料包层；10、脊波导；11、磁光材料层；12、缓冲材料层；13、激光器；14、隔离器。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0022]如图1
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2所示，本技术实施例提供了一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器14，包括硅基层1、二氧化硅层2、III
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V薄膜层、脊波导10和磁光材料层11，硅基层1、二氧化硅层2、III
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V薄膜层和脊波导10从下到上设置，其中硅基层1、二氧化硅层2、III
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V薄膜层、脊波导10构成薄膜光放大器，薄膜光放大器与位于脊波导10侧壁上的磁光材料层11构成集成光隔离器14。
[0023]具体地，III
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V薄膜层结构包括从左到右依次设置P型III
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V材料层、有源层和N型III
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V材料层，P型III
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V材料层的上方设有P型金属电极层4，N型III
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V材料层的上方设有N型金属电极层6；具体的，有源层包括下III
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V材料包层、多量子阱、上III
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质集成的非互易损耗偏移型光学薄膜隔离器，其特征在于，包括硅基层、二氧化硅层、III
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V薄膜层、脊波导和磁光材料层，所述硅基层、所述二氧化硅层、所述III
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V薄膜层和所述脊波导从下到上设置，所述磁光材料层设于所述脊波导侧壁上。2.根据权利要求1所述的薄膜隔离器，其特征在于，所述III
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V薄膜层结构包括从左到右依次设置P型III
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V材料层、有源层和N型III
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V材料层，所述P型III
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V材料层的上方设有P型金属电极层，所述N型III
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈钊，吉晨，孙珍珍，任晓宁，黎嘉平，
申请(专利权)人：渚羽科技杭州有限公司，
类型：新型
国别省市：