[发明专利]一种新型硅基混合材料集成电光调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，包括依次层叠排布的衬底层、隔离层和功能层，所述功能层包括硅波导单元、地电极、信号电极、以及导电溶胶凝胶；

所述波导单元包括调制臂，所述调制臂一侧通过所述导电溶胶凝胶与所述地电极连接，所述调制臂另一侧通过所述导电溶胶凝胶与所述信号电极连接。

2.根据权利要求1中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述调制臂包括第一波导条、电光层和第二波导条，所述第一波导条、电光层和第二波导条沿垂直于所述隔离层的方向平行紧靠排布，且所述电光层设置于所述第一波导条和第二波导条之间，所述电光层的折射率小于所述第一波导条以及第二波导条的折射率。

3.根据权利要求2中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述第一波导条和第二波导条均为硅波导条；

所述电光层的材料为分散红DR19与纤维素二醋酸酯交联后形成的电光聚合物。

4.根据权利要求2中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述波导单元还包括输入波导和输出波导，所述输入波导和输出波导均为脊形结构，所述输入波导的每一输出端均通过一所述调制臂与所述输出波导的输入端耦合连接。

5.根据权利要求4中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述输入波导与输出波导均为Y型波导结构，分光比例为1:1，所述输入波导与输出波导通过两条所述调制臂耦合后构成马赫贞德干涉仪结构，所述信号电极位于两条所述调制臂之间，所述地电极分别位于两条所述调制臂两侧。

6.根据权利要求5中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述马赫贞德干涉仪结构中，所述调制臂的电光层构成有源区，两条所述调制臂的驱动电压按照推挽模式驱动两个有源区，且两个有源区中所产生的电场方向相反。

7.根据权利要求1中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述衬底层由硅材料组成，所述隔离层有二氧化硅组成。

8.根据权利要求1中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述导电溶胶凝胶为炭黑与二氧化硅混合制成的溶胶凝胶。

9.根据权利要求1中所述的新型硅基混合材料集成电光调制器，其特征在于，所述调制臂与地电极之间、所述调制臂与信号电极之间所设置的导电溶胶凝胶均以平行阵列形式间隔排布，且阵列中每一单元均与调制臂垂直。

10.一种如权利要求1～9中任一所述新型硅基混合材料集成电光调制器的制备方法，其特征在于，其步骤包括：

在衬底层上依次沉积隔离层和初始功能层，并在所述初始功能层上刻蚀出波导单元中输入波导、输出波导以及调制臂的第一波导条、第二波导条；

采用lift-off工艺制备地电极和信号电极；

制备导电溶胶凝胶和电光层的材料；

将所述导电溶胶凝胶填充至所述调制臂与地电极之间以及所述调制臂与信号电极之间，并去除非预设填充部位，得到平行间隔排布的阵列结构；

将所述电光层的材料填充至所述第一波导条与第二波导条之间，得到新型硅基混合材料集成电光调制器。