[发明专利]一种波导及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，尤其涉及一种波导及其制备方法。

背景技术

波导是指一种在微波或光波段中传输电磁波的装置，用于无线电通讯、雷达、导航等领域。

非晶态的硫化物玻璃材料在近红外到中红外波段宽广的波段内具有较高的折射率和较低的吸收损耗，并且熔点较低易于加工，是实现近红外到中红外波段集成光学波导器件的理想材料。大多数硫化物玻璃材料三阶非线性系数非常高，因此，硫化物玻璃波导也成为发展非线性集成光学器件的理想材料。

目前，硫化物玻璃波导中的导引结构嵌入到低折射率材料中。一般通过光刻-抬离工艺将所述导引结构嵌入到低折射率材料中。光刻-抬离工艺首先要在低折射率衬底上用负光刻胶将波导的图形通过光刻工艺作出。然后通过真空热蒸发将硫化物玻璃以薄膜的形式沉积在衬底上。最后用去胶液去除光刻胶。在有光刻胶的部分，硫化物玻璃材料沉积在光刻胶上，随光刻胶一同去除。没有光刻胶的部分，在去除光刻胶的过程中不受影响，在衬底上保留下来，形成硫化物玻璃波导结构。在光刻抬离过程后，还需要在硫化物玻璃波导结构上覆盖一层低折射率材料，使导引光的波导结构嵌入到低折射率材料中。然而，由于硫化物玻璃本身机械强度较差，而且与光电子技术中普遍采用的多种衬底材料热特性不匹配，在光刻-抬离工艺过程中极易出现硫化物玻璃波导的断裂，极大的限制了硫化物玻璃波导制备的成功率，且导致制备后的得到硫化物玻璃波导的质量较差，可靠性低。

发明内容

本发明提供了一种波导及其制备方法，能够提高波导制备的可靠性和成功率。

一方面，本发明提供了一种波导制备方法，所述方法包括：

在衬底上制备一层低折射率层；

在所述低折射率层上制备硫化物玻璃薄膜层，该硫化物玻璃薄膜层为光传输层；

在所述光传输层上制备导引结构；

其中，所述低折射率层的折射率小于所述光传输层的折射率，所述导引结构的折射率小于所述光传输层的折射率。

进一步地，所述在衬底上制备一层低折射率层，包括：

当低折射率层的材料为无机材料时，采用等离子体增强的化学气相沉积方式或磁控溅射或电子束蒸发方式在衬底上制备一层低折射率层；

当低折射率层的材料为有机树脂材料时，采用旋涂方式在衬底上制备一层低折射率层。

进一步地，所述在所述低折射率层上制备硫化物玻璃薄膜层，包括：

采用热蒸发的方式在所述低折射率层上制备硫化物玻璃薄膜层。

进一步地，所述在所述光传输层上制备导引结构，包括：

当所述导引结构为无机材料时，采用光刻-抬离方式在所述光传输层上制备导引结构；

当所述导引结构为透明紫外固化胶时，采用光刻紫外固化的方法在所述光传输层上制备导引结构。

进一步地，所述导引结构的宽度为500nm-10μm。

另一方面，一种波导，所述波导包括：

衬底、低折射率层、光传输层、导引结构；

所述低折射率层位于衬底上；

所述光传输层位于所述低折射率层上，所述光传输层是由硫化物玻璃制备的硫化物玻璃薄膜层；

所述导引结构位于所述光传输层上；

所述低折射率层的折射率小于所述光传输层的折射率，所述导引结构的折射率小于所述光传输层的折射率。

进一步地，所述衬底的材料为：硅、石英玻璃或蓝宝石。

进一步地，所述低折射率层的材料为：二氧化硅、氮化硅、低折射率树脂或透明紫外固化胶。

进一步地，所述光传输层的材料为：硫化砷玻璃、硒化砷玻璃或锗砷硒玻璃。

进一步地，所述导引结构的材料为：二氧化硅、氮化硅、低折射率树脂或透明紫外固化胶。

由上述技术方案可知，本发明的波导及其制备方法，通过将导引结构制备在光传输层上，没有嵌入到低折射率材料中，在制备的过程中避免了现有技术的硫化物玻璃波导制备方法中对硫化物玻璃材料的光刻-抬离工艺，可以有效的减少硫化物玻璃波导的断裂，能够提高波导制备的可靠性和成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的一种波导制备方法的流程图；

图2是本发明实施例3提供的一种波导的结构示意图。