[发明专利]一种薄膜铌酸锂单偏振波导及其制备方法

权利要求书

1.一种薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，从上至下包括上包层、铌酸锂薄膜波导芯层、下包层和衬底层，所述上包层和下包层的折射率均小于所述铌酸锂薄膜波导芯层的折射率，所述铌酸锂薄膜波导芯层包括脊形波导和位于所述脊形波导两侧的槽形区域，所述铌酸锂薄膜波导芯层的材料为单晶结构的铌酸锂薄膜材料；

其中，所述脊形波导的宽度和刻蚀深度小于TM0模式存在截止值，从而所述脊形波导中的TM0模式与和所述槽形区域中的TE1模式发生交叉耦合；

所述槽形区域的宽度取值使得从所述脊形波导中TM0模式耦合到两侧槽形区域的TE1模式与泄漏到槽形区域的TM0模式发生相干相长。

2.如权利要求1所述的薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，所述脊形波导的宽度为800nm，刻蚀深度为140nm，所述槽形区域的宽度为4.2μm。

3.如权利要求2所述的薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，在1310nm波长条件下，所述铌酸锂薄膜波导芯层对o光的折射率为2.15，对e光的折射率为2.22；所述上包层和下包层的折射率均为1.46。

4.如权利要求2所述的薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，所述衬底层厚度为500μm，所述下包层厚度为4.7μm，所述铌酸锂薄膜波导芯层的总厚度为400nm，所述上包层的厚度为4μm。

5.如权利要求1所述的薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，所述铌酸锂薄膜波导芯层的厚度为200nm-4000nm。

6.如权利要求1所述的薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，所述上包层的材料为二氧化硅、氮化硅或空气。

7.如权利要求1所述的薄膜铌酸锂单偏振波导，其特征在于，所述下包层的厚度大于1μm，材料为二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

8.如权利要求1所述的薄膜铌酸锂单偏振波导的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过光刻在薄膜铌酸锂上制备图形化刻蚀硬掩膜；

S2、借助于刻蚀硬掩模，通过干法刻蚀去除脊形波导两侧的部分铌酸锂材料；

S3、去除刻蚀硬掩膜；

S4、在脊形波导上方覆盖低折射率包层材料。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中硬掩模是金属材料或抗刻蚀电子胶。