[发明专利]一种硅-铌酸锂异质集成扫描芯片及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种硅-铌酸锂异质集成扫描芯片，其特征在于，包括铌酸锂衬底、二氧化硅包层和基于硅波导的芯层；所述二氧化硅包层附在所述铌酸锂衬底上；

所述芯层包括光分束单元、弯曲波导、热光移相器和出射波导阵列；光束依次经过光分束单元、弯曲波导、热光移相器和出射波导阵列，实现均匀分束、相位调制以及光束偏转；

所述光分束单元、弯曲波导和出射波导阵列位于所述二氧化硅包层内；所述热光移相器置于所述二氧化硅包层上；所述热光移相器位于所述弯曲波导上；

所述光分束单元包括多个基于硅波导的分束器；所述分束器的工作带宽为1520nm～1620nm；

所述分束器包括一个输入分束器和四个并联的输出分束器；所述输入分束器与输出分束器串联；所述输入分束器和输出分束器均设有1个输入端口和4个输出端口；

所述输出端口之间的间隔为1.02μm；

所述分束器包括依次连接的输入段、多模干涉耦合段和输出段；

所述输入段包括输入直波导段和与所述输入直波导段连接的输入锥形波导段；所述输入锥形波导段的大端连接所述多模干涉耦合段；

所述输出段包括4个输出锥形波导段和与所述输出锥形波导段分别连接的输出直波导段；所述输出锥形波导段的大端与所述多模干涉耦合段连接；

所述多模干涉耦合段的宽度为8μm；所述多模干涉耦合段的长度为30.41μm。

2.根据权利要求1所述的硅-铌酸锂异质集成扫描芯片，其特征在于，所述输入锥形波导段的大端宽度为1μm，小端宽度为0.5μm。

3.根据权利要求1所述的硅-铌酸锂异质集成扫描芯片，其特征在于，所述芯层为脊型波导。

4.根据权利要求3所述的硅-铌酸锂异质集成扫描芯片，其特征在于，所述芯层的刻蚀深度为0.22μm。

5.一种如权利要求1～4之任一项所述的硅-铌酸锂异质集成扫描芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备绝缘体，所述绝缘体包括依次设置在硅基片上的二氧化硅缓冲层和硅衬底；

2)将铌酸锂衬底与硅基片晶圆键合；

3)基于离子刻蚀、抛光和湿法腐蚀工艺去除硅衬底；

4)基于湿法腐蚀工艺去除二氧化硅缓冲层；

5)基于刻蚀工艺在硅基片上制备分束单元、弯曲波导和出射波导阵列；

6)通过化学气相沉积在硅基片上包覆二氧化硅包层；

7)在弯曲波导上设置热光移相器。

6.一种如权利要求1～5之任一项所述的硅-铌酸锂异质集成扫描芯片的应用，所述硅-铌酸锂异质集成扫描芯片用于激光测距系统实现一维扫描测距。