本发明专利技术属于光电子器件领域，涉及一种基于热光效应驱动的SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔可调谐光滤波器及其制备方法。沿着输入光信号方向依次是输入波导、由硅和聚合物交替组成的第一DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、由硅和聚合物交替组成的第二DBR阵列、输出波导组成，且在聚合物F-P谐振腔的上表面设置有加热电极；从输入脊型波导出来的光，依次进入第一DBR阵列、F-P谐振腔和第二DBR阵列；光束在聚合物F-P谐振腔中经过多次反射、干涉，形成稳定输出的光场后，满足微腔谐振条件的特定频率值的光将由输出脊型波导输出。本发明专利技术器件可以通过使用不同的聚合物材料实现波长调谐范围的可控性，并且能实现大的调谐范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电子器件领域，具体涉及ー种基于热光效应驱动的SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔可调谐光滤波器及其制备方法。
技术介绍
F-P谐振腔可调谐滤波器的基本原理是基于F-P谐振腔的滤波特性，是人们所熟悉的多光束干渉原理。要使F-P谐振腔滤波器具有好的波长选择性，必须提高反射镜的反射率以减小输出光谱的3dB带宽，提高波长选择特性。具有分布反馈作用的多层介质膜可以制作成高反射率的分布布拉格反射镜(DBR)。F-P谐振腔的调谐即是改变其谐振频率的过程，可以通过改变谐振腔的腔长或腔体材料的折射率来实现，调谐速度也由腔长或折射率的变化速率来決定。就Si基谐振腔可调谐滤波器而言，可以用微机械的方法来调节F-P谐振腔的腔长，速度可达微秒量级；也可使用Si中的等离子体色散效应或热光效应来调节腔体的折射率。一般认为Si中的等离子体色散效应具有较快的响应速度，但这种效应较弱，实现起来较复杂，特别是利用载流子注入时热功耗使折射率向相反的方向变化，影响调谐效果。Si具有比较大的热光系数和热耗散速度，利用热光效应的Si可调谐滤波器的响应时间也能达到微秒量级，甚至可能实现MHz响应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于SOI (Silicon on Insulator)和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器及其制备方法。本专利技术所述的基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器的结构如图I所示，其特征在于其特征在于沿着输入光信号方向依次是输入波导、由硅和聚合物交替组成的第一 DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、由硅和聚合物交替组成的第二DBR阵列、输出波导组成，且在聚合物F-P谐振腔的上表面设置有加热电扱；输入波导、第一DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、第二 DBR阵列、输出波导均为内脊高、外脊高和脊宽相同的脊型结构，且在SOI材料的顶层硅中制作。宽带光源发出的光耦合到输入波导中传播，从输入波导出来的光，依次进入第一DBR、F-P谐振腔和第二 DBR，DBR相当于传统F-P腔中的反射镜作用，可以为F-P腔两侧提供较高的反射率以得到较小的半高全宽；光束在F-P谐振腔中经过多次反射、干渉，形成稳定输出的光场后，满足微腔谐振条件(I)的特定频率值的光将由输出波导输出。权利要求1.一种基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器，其特征在于其特征在于沿着输入光信号方向依次是输入波导、由硅和聚合物交替组成的第一DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、由硅和聚合物交替组成的第二 DBR阵列、输出波导组成，且在聚合物F-P谐振腔的上表面设置有加热电极；输入波导、第一 DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、第二 DBR阵列、输出波导均为内脊高、外脊高和脊宽相同的脊型结构，且在SOI材料的顶层硅中制作；宽带光源发出的光耦合到输入波导中传播，从输入波导出来的光，依次进入第一DBR阵列、聚合物F-P谐振腔和第二DBR阵列；光束在聚合物F-P谐振腔中经过多次反射、干涉，形成稳定输出的光场后，满足微腔谐振条件(I)的特定频率值的光将由输出波导输出；2.如权利要求I所述的ー种基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器，其特征在于输入波导内脊、第一 DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、第二 DBR阵列和输出波导内脊的高度为顶层硅的高度。3.如权利要求2所述的ー种基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器，其特征在于输入和输出波导内脊的高度为5 V- m,外脊的高度为4. I ii m,宽度为6 ii m ；DBR阵列中硅的长度为560nm，聚合物的长度为I. 32 u m,聚合物F-P谐振腔的腔长为 21 u m。4.如权利要求I所述的ー种基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器，其特征在于聚合物为聚亚安酯Polyurethane,其折射率为I. 48 I. 49、热光系数 a = -3. 3X10-4/K。5.如权利要求I所述的ー种基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器，其特征在于第一 DBR阵列和第二 DBR阵列均为3对硅/聚合物相互交替的周期性结构。6.权利要求I所述的ー种基于SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔热光驱动的可调谐光滤波器的制备方法，其步骤如下 1)选取SOI衬底，其顶层硅为(100)晶向，厚度为3 7微米，电阻率4 8Q _;埋层ニ氧化硅的厚度为I 3微米；衬底硅的厚度200 500微米； 2)在SOI衬底的顶层硅ー侧，按照所设计的器件的结构和尺寸，通过光刻、ICP刻蚀顶层硅至埋层ニ氧化硅，形成DBR阵列及F-P腔结构； 3)在SOI衬底的顶层硅ー侧，光刻、ICP刻蚀形成脊型结构； 4)旋涂聚合物材料，旋涂的聚合物材料填充在步骤2)刻蚀出的DBR阵列及F-P腔间隙中并涂覆在整个器件表层； 5)在聚合物表面ICP刻蚀，刻蚀至顶层硅的上表面为止，形成硅与聚合物交替的DBR阵列和聚合物F-P谐振腔； 6)在聚合物F-P谐振腔的上表面用蒸发的方法制作金属铝电极；7)用划片机划片，将制作有器件的部分从整个SOI晶片上分离出来，并对波导的端面进行抛光处理，引出电极，从而完 成器件的制作。全文摘要本专利技术属于光电子器件领域，涉及一种基于热光效应驱动的SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔可调谐光滤波器及其制备方法。沿着输入光信号方向依次是输入波导、由硅和聚合物交替组成的第一DBR阵列、聚合物F-P谐振腔、由硅和聚合物交替组成的第二DBR阵列、输出波导组成，且在聚合物F-P谐振腔的上表面设置有加热电极；从输入脊型波导出来的光，依次进入第一DBR阵列、F-P谐振腔和第二DBR阵列；光束在聚合物F-P谐振腔中经过多次反射、干涉，形成稳定输出的光场后，满足微腔谐振条件的特定频率值的光将由输出脊型波导输出。本专利技术器件可以通过使用不同的聚合物材料实现波长调谐范围的可控性，并且能实现大的调谐范围。文档编号G02F1/01GK102621714SQ201210127189公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日专利技术者刘彩霞, 周敬然, 张歆东, 李哲, 沈亮, 肖永川, 董玮, 郭文滨, 阮圣平, 陈维友 申请人:吉林大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董玮，陈维友，张歆东，刘彩霞，阮圣平，周敬然，郭文滨，沈亮，李哲，肖永川，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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