[发明专利]一种片上光放大器及其制备方法

权利要求书

1.一种片上光放大器，其特征在于，所述片上光放大器包括光波导、光学隔离层、衬底和离子掺杂层，其中，所述离子掺杂层包括掺杂层介质和掺杂离子，所述光学隔离层位于所述衬底和所述离子掺杂层之间；所述离子掺杂层紧密包覆在所述光波导外部，或位于所述光波导和所述光学隔离层之间并与光波导紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种片上光放大器，其特征在于，所述掺杂层介质的材质为硅、氮化硅、二氧化硅、铌酸锂、碳化硅、氧化钽、氧化碲、氧化铝、硫化锌、钨酸盐、磷酸盐玻璃、铋酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃、III-V族复合化合物或高分子聚合物的其中一种。

3.根据权利要求1所述的一种片上光放大器，其特征在于，所述掺杂离子为铒离子、镱离子、铥离子、铷离子、镨离子或镝离子的其中一种。

4.根据权利要求1所述的一种片上光放大器，其特征在于，所述光波导的材质为硅、氮化硅、二氧化硅、铌酸锂、碳化硅、氧化铝、硫化锌、锗、铝酸钇、III-V族复合化合物或高分子聚合物的其中一种。

5.根据权利要求1所述的一种片上光放大器，其特征在于，所述光波导的结构为条形波导、脊型波导、狭缝波导、平板波导、柱形波导中的任意一种。

6.一种片上光放大器的制备方法，用于制备权利要求1～5任一所述的基于离子掺杂层的片上光放大器，其特征在于，包括如下步骤：

在具有薄膜芯片、埋层、衬底结构的芯片上旋涂光刻胶，经光刻胶曝光工艺，以及显影、定影、烘烤处理后，得到具有光波导图样的光刻胶掩膜层；

在具有所述光刻胶掩膜层的薄膜芯片基础上，使用刻蚀气体对薄膜芯片进行刻蚀，经丙酮、酒精、去离子水依次进行超声清洁，得到光波导；

通过薄膜制备工艺，在光波导一侧或外部制备掺杂介质层；

通过离子掺杂工艺，向所述掺杂介质层中掺入离子。

7.根据权利要求6所述的一种片上光放大器的制备方法，其特征在于，所述薄膜制备工艺为等离子增强化学气相沉积、低压化学气相沉积、磁控溅射、电子束蒸镀或原子层沉积的其中一种。

8.根据权利要求6所述的一种片上光放大器的制备方法，其特征在于，所述的离子掺杂工艺为离子注入、液态源离子扩散、固态源离子扩散或直接沉积的其中一种。