光波導正交集成光開關列陣的製作方法
2023-05-16 01:47:31 1
專利名稱：光波導正交集成光開關列陣的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光開關列陣，特別是一種光波導集成光開關列陣。
光開關列陣可以分為機械式光開關列陣和波導式光開關列陣。波導式光開關列陣根據其結構原理可分為幹涉型和內全反射型兩種。常見的波導式內全反射型光開關列陣是光遇到低折射率區即反射區產生全反射而發生偏轉，實現從一個光波導向另一個光波導轉移。目前，根據上述情況製成的光波導集成光開關列陣，是由2組相交的光波導及其交叉點處的可控反射區構成。這種光波導集成光開關列陣存在下述不足之處1．光開關單元分布不均勻，集中在晶片中央，其它大部分區域相對較空，不利於輔助結構的展開，不利於散熱；2．2組光波導的交角較小，晶片成狹長狀，製作不方便。
本實用新型的目的是提供一種大交角的光開關單元分布均勻的集成光開關列陣。
本實用新型的目的是通過下述措施實現的2組光波導間的交角為90±10度，每個光開關單元的輸入光波導與輸出光波導的夾角間都連接一段偏轉光波導，在所述輸入光波導與偏轉光波導的相交處分別布置可控反射區，能使傳輸光射入上述偏轉光波導內。
所述2組光波導間的交角為90度。在每個輸出光波導與偏轉光波導的相交處分別布置可控反射區，能使反向傳輸光射入偏轉光波導，則本光開關列陣可以雙向使用。
本實用新型由於採用2組光波導垂直相交組成的列陣有以下優點1．結構緊湊，集成度高，相鄰輸入光波導和輸出光波導的距離小，在一塊3mm×3mm的晶片上可以輕鬆的實現10×10光開關列陣；2．光開關單元可重複性強，各個光開關單元是完全相同的，不存在不同位置的光開關單元的輸入光波導與輸出光波導曲率不同的情況；3．能夠方便的調整相鄰光波導的距離以配合與不同光纖的耦合；4．光開關列陣維護方便，當某一光開關單元發生故障時，只需簡單的棄去這一列，其他光開關列陣仍可用；5．光開關單元在晶片上分布均勻，整個晶片得到了合理的利用，同時有利於輔助結構展開，有利於散熱；6．2組光波導交角大，製作方便。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是光開關單元的結構示意圖；圖3是小交角光波導集成光開關列陣結構參考圖。
參照
圖1、圖2，採用雙異質結平板波導材料(GaAlAs)，從襯底開始由下到上依次為厚400μm的n+型GaAs襯底，厚2．0μm的n型GaAs過渡層，厚1．5μm的n型Ga0．7Al0．3As下限制層，厚0．8μm的i型GaAs波導層，厚1．5μm的i型Ga0．7Al0．3As上限層，厚0．1μm的i型GaAs保護層。光刻版按照1組光波導1和另1組光波導2垂直相交的，和在每個光開關單元的輸入光波導5與輸出光波導3的夾角間都連接一段偏轉光波導4的圖形；及在輸入光波導5與偏轉光波導4的相交處分別布置反射區6的，同在輸出光波導3與偏轉光波導4的相交處分別布置反射區7的圖形；以及反射區的控制電極圖形，進行配套製作。第一次光刻出光波導圖形以光刻膠作掩膜腐蝕出高為1．2μm的脊波導。第二次光刻，用光刻膠作掩膜，留出反射區圖形，作Be離子注入形成P+區，注入深度1．6μm，形成p-i-n結注入區。蒸金鍺鎳背面電極(n+襯底)。正面蒸金電極，第三次光刻出電極圖形。以導電膠粘接底座，焊接電極引線，即製成光波導正交集成光開關列陣。
權利要求1．一種光波導正交集成光開關列陣，包括2組相交的光波導[1、2]及其可控反射區[6]，其特徵在於所述2組光波導[1、2]間的交角為90±10度，每個光開關單元的輸入光波導[5]與輸出光波導[3]的夾角間都連接一段偏轉光波導[4]，所述可控反射區[6]分別布置在能使傳輸光射入偏轉光波導[4]的輸入光波導[5]與偏轉光波導[4]的相交處。
2．根據權利要求1所述的光波導正交集成光開關列陣，其特徵在於所述2組光波導[1、2]間的交角為90度。
3．根據權利要求1或2所述的光波導正交集成光開關列陣，其特徵在於在輸出光波導[3]與偏轉光波導[4]的相交處分別布置能使反向傳輸光射入偏轉光波導[4]的可控反射區[7]。
專利摘要光波導正交集成光開關列陣,2組光波導間的交角90±10度,每個光開關單元的輸入光波導與輸出光波導的夾角間都連接一段偏轉光波導,在輸入光波導與偏轉光波導的相交處分別布置可控反射區能使輸入光射入偏轉光波導。本列陣結構緊湊,集成度高,相鄰輸入和輸出光波導的距離小;各個光開關單元重複性強;能夠方便的調整相鄰光波導的距離以配合與不同光纖的耦合;光開關單元在晶片上分布均勻,有利於輔助結構展開和散熱,製作方便。
文檔編號G02B6/35GK2429842SQ0024265
公開日2001年5月9日 申請日期2000年7月26日 優先權日2000年7月26日
發明者王明華, 江曉清, 尹銳, 周強, 李錫華 申請人:浙江大學半導體光電子技術與系統研究所