[发明专利]布拉格光栅芯片

说明书

本发明涉及一种布拉格光栅芯片，其包括单晶硅基板、设置在单晶硅基板上的二氧化硅层、设置在二氧化硅层上的布拉格光栅、以及设置在布拉格光栅上的负热光系数材料，布拉格光栅上设置负热光系数材料，以此消除基于铌酸锂晶体的布拉格光栅对温度的敏感性，使得布拉格光栅芯片的反射谱中心波长在环境温度变化1k的漂移量基本为零，从而可实现由铌酸锂布拉格光栅构成的光滤波器、激光器等光电器件的光谱响应对温度变化不敏感。

技术领域

本发明涉及一种布拉格光栅芯片，属于光电器件领域。

背景技术

布拉格光栅结构具有反射特定波长光信号的性质，可用于制作光滤波器、激光器的谐振腔、传感器等光器件。而铌酸锂晶体具有良好的电光效应，基于铌酸锂晶体的布拉格光栅可以得到中心波长可调谐的谐振腔或滤波器。但是，铌酸锂的材料折射率受环境温度的变化而变化，其热光系数达到3.5×10^-5左右，环境温度变化会导致基于铌酸锂晶体的布拉格光栅的反射谱中心波长发生明显的漂移，这会严重影响谐振腔、光滤波器、传感器的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种布拉格光栅芯片，其反射谱中心波长对环境温度变化不敏感。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种布拉格光栅芯片，所述布拉格光栅芯片包括单晶硅基板、设置在所述单晶硅基板上的二氧化硅层、设置在所述二氧化硅层上的布拉格光栅、以及设置在所述布拉格光栅上的负热光系数材料，所述布拉格光栅芯片的反射谱中心波长在环境温度变化1k的漂移量基本为零。

进一步地，所述布拉格光栅的材料为铌酸锂晶体材料。

进一步地，所述布拉格光栅包括若干沟槽，所述若干沟槽设置在所述布拉格光栅的顶面。

进一步地，所述布拉格光栅包括若干沟槽，所述若干沟槽设置在所述布拉格光栅的至少一个侧面。

进一步地，所述布拉格光栅的沟槽可以由矩形波导、梯型波导、脊型波导中的任一个刻蚀得到。

进一步地，所述布拉格光栅为均匀光栅、非均匀光栅、采样光栅中的任一种。

进一步地，所述布拉格光栅芯片还包括设置在所述负热光系数材料上的包层，所述包层的材料为二氧化硅或氮化硅。

进一步地，所述布拉格光栅芯片还包括设置在所述包层上的金属电极，所述金属电极通电得到中心波长可调谐的布拉格光栅芯片。

进一步地，所述负热光系数材料可选自包括二氧化钛、氧化锌、镁掺杂氧化锌、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、甲胺氯铅酸盐中的任一种或多种。

进一步地，所述热光系数材料的厚度基于光谱仿真确定。

本发明的有益效果在于：本发明在布拉格光栅上设置负热光系数材料，以此消除基于铌酸锂晶体的布拉格光栅对温度的敏感性，使得布拉格光栅芯片的反射谱中心波长在环境温度变化1k的漂移量基本为零，从而可实现由铌酸锂布拉格光栅构成的光滤波器、激光器等光电器件的光谱响应对温度变化不敏感。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明实施例一所示的铌酸锂布拉格光栅芯片的结构示意图；

图2为图1中AA’处的截面图；

图3为本发明实施例二所示的铌酸锂布拉格光栅芯片的结构示意图；

图4为图3中BB’处的截面图；

图5为本发明实施例三所示的铌酸锂布拉格光栅芯片的结构示意图；

图6为图5中CC’处的截面图；