一种基于非对称定向耦合器的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器及其制备工艺制造技术

技术编号:46414289 阅读:9 留言:0更新日期:2025-09-16 20:02
本发明专利技术涉及片上薄膜铌酸锂光波导器件领域,具体涉及一种基于非对称定向耦合器的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器及其制备工艺。本发明专利技术的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器整体结构长度短,仅200μm长;带宽大,可在1400~1700 nm波段实现大于20 dB的偏振消光比;最小线宽较大,无需高精度光刻设备;制备工艺简单,仅需一次曝光与一次刻蚀,大大降低了生产成本,提升了工艺容差与可行性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及片上薄膜铌酸锂光波导器件领域,具体涉及一种基于非对称定向耦合器的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器及其制备工艺


技术介绍

1、在光通信与集成光学领域,基于薄膜铌酸锂的起偏器因铌酸锂材料优异的电光性能而备受关注,其实现方案主要基于泄露机制的结构设计,即通过特殊的结构构造,促使其中一种偏振模式发生泄露,同时保障另一种偏振模式实现低损耗传输,从而完成起偏功能。

2、当前研究和应用的技术路径主要包括:混合等离子体光栅、亚波长光栅与横向泄露结构,但这些结构在实际应用中均暴露出诸多难以忽视的问题。首先,混合等离子体光栅结构需要将金属材料引入薄膜铌酸锂体系,该方案面临着双重技术瓶颈:一方面,金属与薄膜铌酸锂结构的对准工艺精度要求极高,微小的偏差就可能导致器件性能严重下降,使得制造过程中的良品率难以提升;另一方面,金属材料本身对光波存在强烈的吸收效应,这种吸收损耗会显著增加器件的整体损耗,不仅降低了光信号的传输质量,还限制了器件在长距离光通信等对损耗敏感场景中的应用。

3、另外,亚波长光栅结构则依赖于纳米级别的精细加工工艺,在实际制备过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于非对称定向耦合器的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,包括薄膜铌酸锂波导层(13);所述薄膜铌酸锂波导层(13)包括绝热锥型波导区域、非对称定向耦合区域与输出区域;所述绝热锥型波导区域包括输入波导(1)、第一锥形波导(2)与第二锥形波导(3);所述非对称定向耦合区域包括第一分支波导(6)、主波导(4)与第二分支波导(5);所述输出区域包括第一弯曲波导(7)、第一输出波导(9)、第二输出波导(10)、第二弯曲波导(8)与第三输出波导(11);

2.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,所述输入波导(1)的输出端与第一锥形波导(2)的输入端相...

【技术特征摘要】

1.一种基于非对称定向耦合器的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,包括薄膜铌酸锂波导层(13);所述薄膜铌酸锂波导层(13)包括绝热锥型波导区域、非对称定向耦合区域与输出区域;所述绝热锥型波导区域包括输入波导(1)、第一锥形波导(2)与第二锥形波导(3);所述非对称定向耦合区域包括第一分支波导(6)、主波导(4)与第二分支波导(5);所述输出区域包括第一弯曲波导(7)、第一输出波导(9)、第二输出波导(10)、第二弯曲波导(8)与第三输出波导(11);

2.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,所述输入波导(1)的输出端与第一锥形波导(2)的输入端相连,所述第一锥形波导(2)的输出端与第二锥形波导(3)的输入端相连;

3.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,光沿着第二锥形波导(3)传输至主波导(4),所述主波导(4)的输入端与第二锥形波导(3)的输出端相连;所述主波导(4)的宽度与第二锥形波导(3)输出端的宽度相等。

4.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,所述第一锥形波导(2)的长度为l1=25~38 μm;所述第二锥形波导(3)的长度为l2=63~83 μm。

5.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂紧凑型宽带起偏器,其特征在于,所述第一分支波导(6)、主波导(4)与第二分支波导(5)的长度相等,均为l3=89~119 μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员:孙军强聂常任
申请(专利权)人:华中科技大学
类型:发明
国别省市:

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