[发明专利]一种高效率片上声光偏转器及其制备方法

权利要求书

1.一种高效率片上声光偏转器，其特征在于，包括设置在氧化硅基片上的铌酸锂-氮化硅异质结构；所述的铌酸锂-氮化硅异质结构包括铌酸锂薄膜以及铌酸锂薄膜上集成的以氮化硅结构形成的光子多模式耦合器(2)；所述铌酸锂薄膜上设有可激发声波的叉指换能器(4)，所述叉指换能器(4)包括若干个叉指电极。

2.根据权利要求1所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的铌酸锂-氮化硅异质结构是基于硅-二氧化硅基底的片上结构，不需要对铌酸锂进行刻蚀，只需通过刻蚀氮化硅以定义平面器件结构。

3.根据权利要求1所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的铌酸锂-氮化硅异质结构包括输入直波导(1)、多模式耦合器(2)、两根锥形输出波导(3)；所述的输入直波导(1)、锥形输出波导(3)均与多模式耦合器(2)连接。

4.根据权利要求3所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的多模式耦合器(2)为多边形结构。

5.根据权利要求4所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的多模式耦合器(2)的偏转光出射面与光波波矢方向垂直。

6.根据权利要求5所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的叉指换能器(4)与输入直波导(1)形成一定角度，以满足布拉格衍射公式。

7.根据权利要求1至6任一项所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的铌酸锂薄膜厚度为100nm～1500nm。

8.根据权利要求7所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的氮化硅的厚度为200nm～400nm；所述的氮化硅的宽度为300nm～2m，工作波长为1000nm～2000nm。

9.根据权利要求7所述的高效率片上声光偏转器，其特征在于，所述的叉指换能器(4)能够实现200MHz～10GHz瑞利声表面波的激发。

10.一种高效率片上声光偏转器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在覆盖铌酸锂薄膜的基片采用热蒸镀法沉积一层氮化硅薄膜；

S2.利用电子束直写系统将正性电子胶曝光在预先制备的氮化硅薄膜上，经过烘烤后、显影后，即可在电子胶上获得需要的输入直波导(1)、锥形输出波导(3)及多模式耦合器(2)的图样；

S3.利用反应离子刻蚀设备，以电子胶上所获图形为掩膜，进行干法刻蚀，要求侧壁形貌光滑陡直；刻蚀参数根据设备刻蚀效果随时设定；

S4.将刻蚀后的基片放入腔室，利用氧气等离子体刻蚀气体取出残余在顶部的电子胶；

S5.利用电子束直写系统将正性电子胶曝光在刻蚀后的基片上，经过显影后即可在电子胶上获得叉指换能器(4)的掩膜图形；

S6.在显影曝光后的基片上用热蒸镀法沉积金；

S7.将沉积后的基片浸泡在有机溶液去除基片表面的电子胶以及电子胶上的金属膜，即可完成叉指换能器(4)的制作。