[发明专利]基于Si-Ge2在审

专利信息
申请号: 202010202823.8 申请日: 2020-03-20
公开(公告)号: CN111258001A 公开(公告)日: 2020-06-09
发明(设计)人: 刘富荣;李玉;张永志;韩钊;陈清远;孙腾 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: G02B6/35 分类号: G02B6/35;G02B6/12;G02B6/124;G02B6/136;G02B6/132;G02B6/13
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 刘萍
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 si ge base sub
【权利要求书】:

1.基于Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关,其特征在于,相变材料Ge2Sb2Te5与单模Si波导直接耦合,Ge2Sb2Te5通过磁控溅射技术沉积在Si波导的定义窗口上,形成混合波导区域;同时波导的输入输出端采用光栅耦合器结构。

2.按照权利要求1所述的基于Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关,其特征在于,Si波导为TE单模矩形结构,光栅耦合器位于矩形结构的两端;Ge2Sb2Te5材料直接覆盖在Si波导上,与波导直接接触。

3.按照权利要求1所述的基于Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关,其特征在于,Si波导厚度选择为220nm,宽度选择为500nm;Ge2Sb2Te5的厚度选择为25nm,宽度选择为450nm。

4.按照权利要求1所述的基于Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关,其特征在于,Ge2Sb2Te5材料上覆盖一层ITO薄膜,ITO层厚度选择为10nm,宽度选择为450nm。

5.按照权利要1所述的基于Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关,其特征在于,Ge2Sb2Te5的相变过程由外置皮秒激光实现,通过调节激光脉冲数量和能量实现多态相变。

6.制备如权利要求1-5任一项所述的基于Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:Si-Ge2Sb2Te5混合波导的片上光子多级开关制备:将SOI基片旋涂电子束光刻胶,进行电子束曝光,通过反应离子刻蚀形成矩形波导和两端光栅结构;进行第二次旋涂电子束光刻胶和电子束曝光,通过反应离子刻蚀形成Ge2Sb2Te5、ITO的溅射窗口;

步骤二:用磁控溅射镀膜仪进行Ge2Sb2Te5和ITO层的溅射。随后将基片依次放入丙酮、酒精溶液中,在超声仪中进行超声清洗,再用去离子水冲洗;

步骤三:使一系列脉冲能量低于Ge2Sb2Te5晶化阈值的光脉冲通过外置光源打在Ge2Sb2Te5上;利用可调谐激光器在波导的输入端输入C波段的光波,利用光电探测器测定此时光波导的透过率,记为Tn1,标定此时的开光状态为n1

步骤四:调节外置光源能量和脉冲数量,使脉冲能量高于Ge2Sb2Te5晶化阈值,得到不同结晶态,利用可调谐激光器在波导的输入端输入C波段的光波,利用光电探测器测定此时光波导的透过率Tn2,Tn3,Tn4……标定此时的开光状态为n2,n3,n4……。

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