一种在线可调的集成光功率分配器与制备方法技术

本发明专利技术属于集成光学领域，涉及一种在线可调的集成光功率分配器与制备方法，包括：选择衬底材料，并在衬底材料上沉积下包层和芯层；采用刻蚀技术将设计的芯层图形刻蚀到芯层，刻蚀后芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区；沉积上包层将芯层覆盖，并在耦合波导区的上包层制作加热电阻；在加热电阻上沉积SiO2薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到SiO2薄膜形成加热电阻的电极，完成晶圆的制备；对完成的晶圆切割成单个芯片。通过在耦合波导区上包层设立加热电阻，波导芯层材料受热光系数的影响，发生折射率的改变，从而实现光功率的不均匀分配。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于集成光学领域，涉及，包括：选择衬底材料，并在衬底材料上沉积下包层和芯层；采用刻蚀技术将设计的芯层图形刻蚀到芯层，刻蚀后芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区；沉积上包层将芯层覆盖，并在耦合波导区的上包层制作加热电阻；在加热电阻上沉积SiO2薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到SiO2薄膜形成加热电阻的电极，完成晶圆的制备；对完成的晶圆切割成单个芯片。通过在耦合波导区上包层设立加热电阻，波导芯层材料受热光系数的影响，发生折射率的改变，从而实现光功率的不均匀分配。【专利说明】
本专利技术属于集成光学
，尤其涉及。
技术介绍
在光纤网络布设中，由于通信终端(Optical Network Unit, 0NU)距离主干网络结点距离不同，导致不同链路上光信号的损耗不同，因此不能保证各个通信终端(OpticalNetwork Unit, 0NU)接收相同的光功率。但由于集成光波导一次成型工艺的限制，现有的集成光功率分配器都是均匀分配，难以让集成光功分配器实现光功率分配可调的功能，这制约了架设光网络结构中按照不同链路损耗，灵活分配光功率的实现，很大程度上造成了浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供，旨在解决现有技术中的集成光功率分配器都是均匀分配不可调的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种在线可调的集成光功率分配器的制备方法，所述方法包括:A.选择衬底材料，并在所述衬底材料上沉积下包层和芯层；B.采用刻蚀技术将设计的芯层图形刻蚀到所述芯层，其中，刻蚀后芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区；C.沉积上包层将芯层覆盖，并在所述耦合波导区的上包层制作加热电阻；D.在所述加热电阻上沉积SiO2薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到SiO2薄膜形成加热电阻的电极，完成晶圆的制备；E.对完成的晶圆切割成单个芯片。本专利技术实施例还提供一种在线可调的集成光功率分配器，所述分配器包括输入波导区，过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区，所述输入波导区，过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区依次连接，所述耦合波导区的上包层上设置有加热电阻，所述加热电阻上设置有SiO2薄膜保护层；其中，衬底、下包层、芯层以及上包层作为光波导。本专利技术的集成光功率分配器制备方法通过在衬底材料上沉积下包层和芯层，采用刻蚀技术将设计的芯层图形刻蚀到芯层，其中，所述芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区，沉积上包层将芯层覆盖，并在耦合波导区的上包层制作加热电阻，在加热电阻上沉积Si02薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到Si02薄膜形成加热电阻的电极，在耦合波导区，通过在上包层设立加热电阻，在施加电压或者电流的时，通过芯层的加热，电阻工作，并且加热电阻的效率随施加的电压或者电流成比例增加，波导芯层材料受热光系数的影响，发生折射率的改变，从而实现光功率的不均匀分配，并且改变量随电压或者电流的增加而增大。【专利附图】【附图说明】图1表示本专利技术实施例提供的一种在线可调的集成光功率分配器的制备方法流程图。图2表示本专利技术实施例提供的一种在线可调的集成光功率分配器的制备方法流程图。图3表示本专利技术实施例提供的一种在线可调的集成光功率分配器结构图。图4 (a)、4 (b)、4 (c)、4 (d)表示本专利技术实施例提供的一种在线可调的集成光功率分配器的测试效果图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的一种在线可调的集成光功率分配器的制备方法流程图，详述如下:在步骤SlOl中，选择衬底材料，并在衬底材料上沉积下包层和芯层；在本专利技术实施例中，集成光功率分配器包括了衬底材料、下包层、芯层以及上包层，在制备集成光功率分配器时，首选选择晶圆的衬底材料，一般采用硅基晶圆或者铌酸锂，也可以采用其他衬底材料，然后在衬底材料上沉积下包层和芯层。在步骤S102中，采用刻蚀技术将设计的芯层图形刻蚀到芯层，其中，刻蚀后芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区；在本专利技术实施例中，采用刻蚀技术将设计好的芯层图形刻蚀到沉积的芯层上，通过刻蚀将芯层刻蚀出输入波导区，过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区。在步骤S103中，沉积上包层将芯层覆盖，并在所述耦合波导区的上包层制作加热电阻；在本专利技术实施例中，沉积好芯层后，在芯层上再沉积上包层，将芯层覆盖，并在耦合波导区的上包层制作加热电阻，通过芯层的加热，可以使得加热区的材料光系数发生改变，使得折射率改变，从而实现光功率的不均匀分配，达到在线实时可调。在步骤S104中，在加热电阻上沉积SiO2薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到SiO2薄膜形成加热电阻的电极，完成晶圆的制备。在本专利技术实施例中，在加热电阻上沉积Si02薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到Si02薄膜形成加热电阻的电极，在施加电压或者电流的时，通过芯层的加热，电阻工作，并且加热电阻的效率随施加的电压或者电流成比例增加，波导芯层材料受热光系数的影响，发生折射率的改变，从而实现光功率的不均匀分配，并且改变量随电压或者电流的增加而增大。在步骤S105中，对完成的晶圆切割成单个芯片。图2示出了本专利技术实施例提供的一种在线可调的集成光功率分配器的制备方法流程图，详述如下:在步骤S201中，选择衬底材料，对衬底材料进行表面抛光；在步骤S202中，在衬底材料上沉积下包层并退火，沉积厚度为12 μ m以上；在本专利技术实施例中，在衬底材料上沉积下包层，采用化学气相沉积法沉积，其厚度为12μ--以上,然后对其退火,消除应力。在步骤S203中，在下包层上沉积芯层并退火，沉积厚度大于3 μ m ;在本专利技术实施例中，沉积芯层，采用化学气相沉积法沉积，其厚度大于3 μ m，然后对其退火，消除应力。在步骤S204中，通过蒸发或测控溅射的方法沉积刻蚀芯层的掩膜Cr层，对Cr层进行光刻显影，将设计的芯层图形转移到Cr层，沉积厚度为150nm以上；在本专利技术实施例中，沉积刻蚀芯层的掩膜Cr层，采用蒸发或者磁控溅射的方式，厚度为150nm以上，通过采用掩膜Cr层的形式，抗打击能力更强。在步骤S205中，采用刻蚀技术去除Cr掩膜层，保留芯层，其中，刻蚀后芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区；在本专利技术实施例中，对CR层进行光刻和显影，完好的把设计图形转移到CR层上去；用CR作为刻蚀掩膜 ，通过刻蚀的方法把CR的图形转移到芯层上面，采用刻蚀的工艺，去除CR掩膜层，只保留芯层，刻蚀后，芯层包括了输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区。在步骤S206中，在所述芯层上沉积上包层，沉积厚度为12 μ m以上；并采用蒸发或测控溅射的方法在所述耦合波导区的上包层上制作加热电阻材料。在本专利技术实施例中，在芯层上采用化学气相沉积法或火焰水解法沉积上包层，将芯层覆盖，沉积厚度为12 μ m以上，并且在耦合波导区的上包层上制作加热电阻材料。在步骤S207中，对加热电阻材料进行光刻显影，将设计的电阻图形转移到加热电阻材料上去并刻蚀形成加热电阻；在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线可调的集成光功率分配器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：A.选择衬底材料，并在所述衬底材料上沉积下包层和芯层；B.采用刻蚀技术将设计的芯层图形刻蚀到所述芯层，其中，刻蚀后芯层包括输入波导区、过渡波导区、耦合波导区以及输出波导区；C.沉积上包层将芯层覆盖，并在所述耦合波导区的上包层制作加热电阻；D.在所述加热电阻上沉积SiO2薄膜，采用刻蚀技术将设计的电极图形刻蚀到SiO2薄膜形成加热电阻的电极，完成晶圆的制备；E.对完成的晶圆切割成单个芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡翱翔，金兴弟，
申请(专利权)人：宁波天翔通讯设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33