一种可调偏振衰减器制造技术

本发明专利技术公开了一种可调偏振衰减器

【技术实现步骤摘要】
一种可调偏振衰减器、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及光子集成和光纤通信
，更具体地，涉及一种可调偏振衰减器
、
制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]在光学系统中，光表现出偏振的特性，该特性很好地应用于通信系统的偏振复用技术上
。
但是光传输信号的偏振特性不仅局限于光纤网络之内，由于光的正交偏振态的存在，随着不同偏振态的长距离传输，不同的偏振态损耗不一致，特别是空分复用技术的高阶模的偏振相关损耗
。
因此，研究人员希望光的
PDL(Polarization Dependent Loss
，偏振相关损耗
)
越小越好
。
[0003]集成光学组件经常会出现
PDL
现象，例如在集成光路中，通常一种偏振态的损耗要高于另一种偏振态的损耗，这是由于两种偏振态之间传播损耗的差异，或是由于某些光学元件响应的偏振差异所导致，在这些光路中，一般希望能够达到
PDL
的平衡
。
[0004]为实现这一目的，现有技术提出了将可调偏振衰减器作为灵活的偏振控制器应用在光学系统中，包括使用各向异性吸收介质的片状偏振片
、
通过折射的棱镜偏振器和通过反射的布鲁斯特角偏振片作为偏振元件，但这些偏振元件难于集成在光子电路中，致使结构复杂
。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服上述现有技术所述的难于集成
、
结构负责的问题，提供一种可调偏振衰减器
、
制备方法及应用
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0007]第一方面，一种可调偏振衰减器，包括第一芯层波导
、
第二芯层波导
、
石墨烯覆盖层和衬底，还至少包括第一包层和第二包层；所述第一芯层波导为脊型结构；
[0008]其中，所述第一包层位于所述衬底顶面；所述第一芯层波导位于所述第一包层顶面；所述石墨烯覆盖层覆盖所述第一芯层波导的上表面；所述第二芯层波导位于所述石墨烯覆盖层顶面，且所述石墨烯覆盖层的上表面与所述第二芯层波导重合；所述第二包层位于所述第二芯层波导顶面
。
[0009]第二方面，一种可调偏振衰减器的控制方法，应用第一方面所述的可调偏振衰减器，包括：
[0010]将高频控制光与信号光从所述可调偏振衰减器的输入端输入；
[0011]所述可调偏振衰减器中，位于第一芯层波导及第二芯层波导之间的石墨烯覆盖层中被激发的载流子将填充低能级能带，使得所述石墨烯覆盖层的吸收阈值增加到更高的频率，降低对信号光的吸收，与高频控制光相同偏振态的信号光在泡利阻塞带间跃迁效应的帮助下通过所述第一芯层波导和所述第二芯层波导，与高频控制光不同偏振态的信号光被所述石墨烯覆盖层吸收；
[0012]经所述可调偏振衰减器的输出端输出未被吸收的所述信号光，实现全光控制信号光的偏振衰减
。
[0013]第三方面，一种可调偏振衰减器的制备方法，包括：
[0014]将第一包层材料旋涂至所述衬底顶面，并对所述第一包层材料进行固化，形成第一包层；
[0015]将第一芯层波导材料旋涂在所述第一包层顶面，再在所述第一芯层波导材料的中心涂覆光刻胶，采用刻蚀方法形成脊型结构的第一芯层波导；
[0016]采用湿法转移方法将石墨烯薄层转移到所述第一芯层顶面，形成石墨烯覆盖层；
[0017]将第二芯层波导材料旋涂在所述石墨烯覆盖层顶面，再在所述第二芯层波导材料上涂覆光刻胶，沿所述第一芯层波导延伸方向采用刻蚀方法，形成与所述第一芯层波导相对应的第二芯层波导；
[0018]采用等离子刻蚀方法对所述第二芯层波导两侧的石墨烯覆盖层进行刻蚀后，将第二包层材料涂覆在所述第一芯层波导与所述第二芯层波导顶面，形成覆盖于所述第一芯层波导与所述第二芯层波导的第二包层，完成所述可调偏振衰减器的制备
。
[0019]第四方面，一种光学组件，包括至少一个如第一方面所述的可调偏振衰减器
。
[0020]第五方面，一种
PIC(Photonic Integrated Circuits
，光子集成电路
)
芯片，沿光传播方向包括依次连接的第一耦合器
、
如第一方面所述的可调偏振衰减器
、
调制器和第二耦合器，各元器件间采用光波导连接
。
[0021]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0022]本专利技术公开了一种可调偏振衰减器
、
制备方法及应用，所述可调偏振衰减器包括衬底
、
第一包层
、
第二包层
、
第一芯层波导
、
第二芯层波导和石墨烯覆盖层，属于波导型偏振控制衰减器，通过所述第一芯层波导
、
第二芯层波导和石墨烯覆盖层间的耦合，可实现对信号光的偏振态的衰减控制
。
相较于现有技术，本专利技术所述可调偏振衰减器结构简单
、
体积小
、
插入损耗低，易于集成，可广泛应用在光学领域中
。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1所述可调偏振衰减器的三维结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例3所述制备方法提供的衬底的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例3所述制备方法形成第一包层后的成品示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例3所述制备方法形成第一芯层波导后的成品示意图；
[0027]图5为本专利技术实施例3所述制备方法形成石墨烯覆盖层后的成品示意图；
[0028]图6为本专利技术实施例3所述制备方法形成第二芯层波导后的成品示意图；
[0029]图7为本专利技术实施例3所述制备方法对石墨烯覆盖层刻蚀后的成品示意图；
[0030]图8为本专利技术实施例3所述制备方法的最终成品示意图
。
[0031]其中，附图标记如下：
[0032]101
‑
第一芯层波导；
102
‑
第二芯层波导；
103
‑
石墨烯覆盖层；
104
‑
第一包层；
105
‑
第二包层；
106
‑
衬底
。
具体实施方式
[0033]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序
。
应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式
。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可调偏振衰减器，其特征在于，包括第一芯层波导
(101)、
第二芯层波导
(102)、
石墨烯覆盖层
(103)
和衬底
(106)
，还至少包括第一包层
(104)
和第二包层
(105)
；所述第一芯层波导
(101)
为脊型结构；其中，所述第一包层
(104)
位于所述衬底
(106)
顶面；所述第一芯层波导
(101)
位于所述第一包层
(104)
顶面；所述石墨烯覆盖层
(103)
覆盖所述第一芯层波导
(101)
的上表面；所述第二芯层波导
(102)
位于所述石墨烯覆盖层
(103)
顶面，且所述石墨烯覆盖层
(103)
的上表面与所述第二芯层波导重合；所述第二包层
(105)
位于所述第二芯层波导
(102)
顶面
。2.
根据权利要求1所述的一种可调偏振衰减器，其特征在于，所述衬底
(106)
至少包含硅基材料
。3.
根据权利要求1‑2任一项所述的一种可调偏振衰减器，其特征在于，所述第一包层
(104)
和
/
或第二包层
(105)
至少包含
EPO
材料
。4.
一种可调偏振衰减器的控制方法，其特征在于，应用权利要求1‑3任一项所述可调偏振衰减器，包括：将高频控制光与信号光从所述可调偏振衰减器的输入端输入；所述可调偏振衰减器中，位于第一芯层波导
(101)
及第二芯层波导
(102)
之间的石墨烯覆盖层
(103)
中被激发的载流子将填充低能级能带，使得所述石墨烯覆盖层
(103)
的吸收阈值增加到更高的频率，降低对信号光的吸收，与高频控制光相同偏振态的信号光在泡利阻塞带间跃迁效应的帮助下通过所述第一芯层波导
(101)
和所述第二芯层...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄权东，肖彬，许鸥，秦玉文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：