二氧化硅光波导芯片性能的修正方法及装置

本发明涉及光子集成领域，具体地，涉及一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法及装置。

背景技术：

1、目前二氧化硅光波导芯片的芯层材料通常为掺杂锗的二氧化硅，通过调控掺杂锗的含量来实现具有一定折射率差的光波导结构。由于材料制备工艺误差，锗的掺杂含量无法实现极为精确的控制，从而会对光波导芯片的性能产生影响。另外，光波导结构仿真设计时的计算精度误差，也会导致光波导芯片实际性能偏差。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、针对上述问题，本发明提供了一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法及装置，基于光致折变效应，通过激光辐照二氧化硅光波导芯片所需修正的部位，从而改变其折射率，以修正二氧化硅光波导芯片因工艺及设计误差而引起的性能误差。

3、(二)技术方案

4、本发明实施例第一个方面提供了一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，包括：将图形掩膜版固定在二氧化硅光波导芯片的上方，图形掩膜版包括透光区域和非透光区域，透光区域和二氧化硅光波导芯片的光波导结构表面形状相匹配；在图形掩膜版上方施加光照，使光照透过透光区域照射在光波导结构的表面；通过调节光照的参数来改变光波导结构的折射率，对二氧化硅光波导芯片的性能进行修正。

5、在本发明一实施例中，在图形掩膜版上方施加光照，使光照透过透光区域照射在光波导结构的表面还包括：将二氧化硅光波导芯片放置在三维可移动平台上；调整三维可移动平台的位置，使透光区域和光波导结构对齐；和/或调节光照的位置，使透光区域和光波导结构对齐。

6、在本发明一实施例中，在将二氧化硅光波导芯片放置在三维可移动平台上之前，还包括：将二氧化硅光波导芯片放置在充满氢气的环境中载氢处理。

7、在本发明一实施例中，在图形掩膜版上方施加光照包括：利用激光器在图形掩膜版上方施加光照；激光器包括飞秒激光器、krf准分子激光器、arf准分子激光器、氩离子激光器、氩离子倍频激光器或倍频染料激光器。

8、在本发明一实施例中，利用激光器在图形掩膜版上方施加光照包括：利用飞秒激光器在图形掩膜版上方施加光照，飞秒激光器的波长为800～820nm。

9、在本发明一实施例中，利用激光器在图形掩膜版上方施加光照包括：利用krf准分子激光器在图形掩膜版上方施加光照，krf准分子激光器的波长为248nm。

10、在本发明一实施例中，通过调节光照的参数来改变光波导结构的折射率包括：通过调节光照的脉冲能量密度参数、脉冲频率参数和光照时间参数来改变光波导结构的折射率。

11、在本发明一实施例中，光波导结构包括：阵列波导光栅、90°光混频器或光分路器的其中之一，或，阵列波导光栅、90°光混频器、光分路器之中任意两者的集成，或，阵列波导光栅、90°光混频器、光分路器三者的集成。

12、在本发明一实施例中，光波导结构的材料包括掺杂锗的二氧化硅。

13、本发明实施例第二个方面提供了一种二氧化硅光波导芯片性能的修正装置，包括：固定机构，用于将图形掩膜版固定在二氧化硅光波导芯片的上方，图形掩膜版包括透光区域和非透光区域，透光区域和二氧化硅光波导芯片的光波导结构相匹配；激光器，用于在图形掩膜版上方施加光照；调节模块，用于通过调节光照的参数来改变光波导结构的折射率，对二氧化硅光波导芯片的性能进行修正。

14、(三)有益效果

15、本发明实施例提供的一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法及装置，至少具有以下有益效果：

16、(1)本发明实施例提供的一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，该方法基于光致折变效应，通过激光辐照二氧化硅光波导芯片所需修正的部位，从而改变其折射率，以修正二氧化硅光波导芯片因工艺及设计误差而引起的性能误差，操作简单，能大幅度提升二氧化硅光波导芯片性能的修正效率。

17、(2)本发明实施例提供的一种二氧化硅光波导芯片性能的修正装置，只需借助三维可移动平台、图形掩膜版和激光器就可以精确完成二氧化硅光波导芯片性能的修正，结构简单，操作方便。

技术特征：

1.一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，在所述将所述二氧化硅光波导芯片放置在三维可移动平台上之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述在所述图形掩膜版上方施加光照包括：

5.根据权利要求4所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述利用激光器在所述图形掩膜版上方施加光照包括：

6.根据权利要求4所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述利用激光器在所述图形掩膜版上方施加光照包括：

7.根据权利要求1所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述通过调节所述光照的参数来改变所述光波导结构的折射率包括：

8.根据权利要求1所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述光波导结构包括：阵列波导光栅、90°光混频器或光分路器的其中之一，或，阵列波导光栅、90°光混频器、光分路器之中任意两者的集成，或，阵列波导光栅、90°光混频器、光分路器三者的集成。

9.根据权利要求1所述的二氧化硅光波导芯片性能的修正方法，其特征在于，所述光波导结构的材料包括掺杂锗的二氧化硅。

10.一种二氧化硅光波导芯片性能的修正装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种二氧化硅光波导芯片性能的修正方法及装置，涉及光子集成领域，该方法包括：将图形掩膜版固定在二氧化硅光波导芯片的上方；在图形掩膜版上方施加光照；通过调节光照的参数来改变光波导结构的折射率，对二氧化硅光波导芯片的性能进行修正。该方法操作简单，能大幅度提升二氧化硅光波导芯片性能的修正效率。

技术研发人员：崔鹏伟,王玥,张家顺,安俊明
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13