[发明专利]SOI和聚合物混合集成的F-P谐振腔可调谐光滤波器及制备方法

权利要求书

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(1)的特定频率值的光将由输出波导输出；

IT=I01+4Rsin2(δ/2)(1-R)2---(1)]]>

其中，为相位因子，I_T为透射光的强度，I₀为入射光的强度，R为腔体两端的反射率，n为F-P腔的有效折射率，h为F-P腔的长度，i为光线的入射倾角。

2.如权利要求1所述的一种基于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：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：输入和输出波导内脊的高度为5μm，外脊的高度为4.1μm，宽度为6μm；DBR阵列中硅的长度为560nm，聚合物的长度为1.32μm，聚合物F-P谐振腔的腔长为21μm。

4.如权利要求1所述的一种基于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：聚合物为聚亚安酯Polyurethane，其折射率为1.48～1.49、热光系数α＝-3.3×10^-4/K。

5.如权利要求1所述的一种基于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：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1所述的一种基于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4～8Ω·cm；埋层二氧化硅的厚度为1～3微米；衬底硅的厚度200～500微米；

2)在SOI衬底的顶层硅一侧，按照所设计的器件的结构和尺寸，通过光刻、ICP刻蚀顶层硅至埋层二氧化硅，形成DBR阵列及F-P腔结构；

3)在SOI衬底的顶层硅一侧，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。