[发明专利]一种单向磁化半导体波导集成多模干涉磁光隔离器

权利要求书

1.一种单向磁化半导体波导集成多模干涉磁光隔离器，由依次连接的单模波导单元、多模波导单元和单模波导单元组成，其特征在于：所述隔离器各波导单元中的波导均采用同一片SOI基片的SiO₂层作为底层，即低折射率层；隔离器的外加磁场方向垂直于光波导中光传播方向；多模波导的宽度和单模波导一致；

单模波导单元，由至少一个单模波导构成；单模波导从上到下依次为：厚度2um-3um的低折射率层、厚度400nm-700nm的半导体波导薄膜层和厚度2um-3um的低折射率层，且支持单模光传输；最下层的低折射率层宽度不小于500nm，其他各层的宽度为500nm；

多模波导单元由至少一个第一多模波导和/或第二多模波导构成；

第一多模波导从上到下依次为：厚度2um-3um的低折射率层、厚度200-350nm的磁光薄膜层、厚度400nm-600nm的半导体波导薄膜层和厚度2um-3um的低折射率层，且在垂直于薄膜表面方向上存在两个或以上的模式传播；波导最下层的低折射率层宽度不小于500nm，其他各层的宽度为500nm；

第二多模波导从上到下依次为：厚度2um-3um的低折射率层、厚度100nm-300nm的半导体波导层、厚度200-300nm的磁光薄膜层、厚度100nm-300nm的半导体波导薄膜结构层和厚度2um-3um的低折射率层，且在垂直于薄膜表面方向上支持两个或以上的模式传播；波导最下层的低折射率层宽度不小于500nm，其他各层的宽度为500nm。

2.如权利要求1所述单向磁化半导体波导集成多模干涉磁光隔离器，其特征在于：所述磁光薄膜层采用钇铁石榴石YIG、铈掺杂钇铁石榴石Ce:YIG、铋掺杂钇铁石榴石Bi:YIG、稀土离子掺杂钇铁石榴石Re:YIG、Fe₃O₄、Fe₂O₃或CoFe₂O₄制备，且至少一层。

3.如权利要求1所述单向磁化半导体波导集成多模干涉磁光隔离器，其特征在于：所述最上层的低折射率层选用空气。

4.如权利要求1所述单向磁化半导体波导集成多模干涉磁光隔离器，其特征在于：光波会依次经过单模波导单元、多模波导单元和单模波导单元，其正向传输和反向传输不同模式的干涉模场分布不同，具有单向传输，反向隔离的特性。

5.如权利要求1-3任一所述单向磁化半导体波导集成多模干涉磁光隔离器，其特征在于：多个隔离器之间通过串联的连接方式进行使用，且各隔离器的最底层即低折射率层均采用同一片SOI基片作为底层。