一种基于相变材料的可调谐硅光起偏器

文档序号:37436406发布日期:2024-03-25 19:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:包括依次相连的输入区域(i)、耦合区域(ii)和输出区域(ⅲ);

2.根据权利要求1所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:所述的直波导a(1)、s型波导a(2)、直波导b(3)、s型波导b(4)和直波导c(5)具有相同的材料,相同的厚度和宽度,即由硅纳米线介质波导(11)构成的。

3.根据权利要求1所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:直波导d(6)、s型波导c(7)、直波导e(8)、s型波型导d(9)和直波导f(10)具有相同的材料,相同的厚度和宽度,即均为上表面为二氧化钒波导(12)和下表面为富硅氮化硅波导(13)构成的混合波导。

4.根据权利要求1所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:所述的硅纳米线介质波导(11)为器件的总线波导,混合波导为器件的耦合波导,光信号光源从直波导a(1)输入,经器件处理后从直波导c(5)输出,在中心波长1550±100nm及1310±100nm处,二氧化钒材料在加热后具有较高的吸收系数,所述的总线波导的厚度为0-1um,宽度为0-1um,所述的耦合波导的宽度为0-1um,所述的二氧化钒波导(12)的厚度为0-1um,富硅氮化硅波导(13)的厚度为0-1um。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:加热前,对于te偏振光,耦合区域中硅纳米线介质波导(11)要和混合波导实现相位匹配,tm偏振光相位失配;加热后,对于tm偏振光,耦合区域中硅纳米线介质波导(11)要和混合波导实现相位匹配,而te偏振光相位失配。

6.根据权利要求5所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:加热前,所述的耦合区域(ii)中耦合波导的长度要满足te偏振光能够实现一次完整的耦合,器件的输出端口输出波导直波导c(5)只输出tm偏振光,所述的耦合波导长度设定值为0-100um。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:加热后,所述的耦合区域(ii)中耦合波导的长度要满足tm偏振光能够实现一次完整的耦合,器件的输出端口输出波导直波导c(5)只输出te偏振光,所述的耦合波导长度设定值为0-100um。

8.根据权利要求7所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:所述的硅纳米线介质波导(11)和混合波导均位于带有光隔离层(15)的硅芯片(16)上。

9.根据权利要求1或2或3或4或6或8所述的基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其特征在于:所述的光隔离层(15)的材料为二氧化硅,硅纳米线介质波导(11)和混合波导的上包层(14)的材料为二氧化硅。


技术总结
本发明公开了一种基于相变材料的可调谐硅光起偏器,其利用相变材料在加热前后表现出的较大光学性质差异,来实现起偏器的可调谐功能,即能实现对TE偏振光的阻挡过滤作用,又能实现对TM偏振光的阻挡过滤作用,即此器件将TM‑pass型起偏器和TE‑pass型起偏器两者器件的功能集于一身。本发明将传统的光学器件结构和新材料二氧化钒混合,进而实现了光波导在不同相态之间具有很大的光学性质差异,本发明的基于相变材料的可调谐硅光起偏器具有结构尺寸小,制作成本低、带宽大,消光比高和损耗低等优点,是基于片上硅光子集成技术,与成熟的CMOS加工工艺兼容,且可以实现与其他硅光器件的单片集成,对于硅光子学的发展有着重要的意义。

技术研发人员:冯鑫涛,尹少杰,杨佳宁,管小伟
受保护的技术使用者:浙江大学嘉兴研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/3/24
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