CN104570404A - 一种基于热光调制的光波束形成网络芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于热光调制的光波束形成网络芯片：由自下而上的硅衬底层、二氧化硅埋层、光波传导结构层和热光调制结构层依次叠加而成。所述光波传导结构层，包括入射耦合光栅块、入射端光波导体、第一光子晶体慢光波导、第一出射端光波导体、第一出射耦合光栅块、第二光子晶体慢光波导、第二出射端光波导体、第二出射耦合光栅块和热光调制结构层衬底块。所述光波传导结构层，包括回形热光电极、负电极块和正电极块。本发明所述的制备方法，包括：制备光子晶体慢光波导、光波导及耦合光栅的结构；制备铬材料的热光电极；制备顶层金薄膜三个步骤。有益的技术效果：本发明具有瞬时带宽大、体积小、重量轻、功耗低的优点。

Description

一种基于热光调制的光波束形成网络芯片及其制备方法

技术领域

本发明属于波束形成网络器件技术领域，尤其属于微纳米器件领域，具体涉及一种基于热光调制的光波束形成网络芯片及其制备方法。

背景技术

相控阵雷达又称作相位阵列雷达，可通过改变雷达信号的相位来改变波束指向方向，与机械扫描雷达相比，相控阵雷达波束指向灵活、精度高、扫描效率高、自适应及抗干扰性能强，具有更高的可靠性。

波束形成器是相控阵雷达天线的核心器件，通过波束形成器控制相控阵雷达天线方向图的最大值指向，从而实现相控阵雷达波速扫描，其性能很大程度上决定了相控阵雷达的技术性能。由于渡越时间和孔径效应等诸多因素的限制和制约，传统电域上基于移相器的相控阵天线难以得到理想的信号带宽，限制了相控阵雷达性能的提升。为了实现相控阵雷达宽带宽角度扫描，应在阵列天线的各单元或各子阵级别上使用实时延时线取代移相器，从而避免波束斜视的出现。然而对于采用金属波导或同轴电缆构成的延时线，在制作大型相控阵天线时，需要的金属波导或同轴电缆长度较长，信号衰减大。利用现代光电子技术改进现有微波天线系统，可以大幅缩减器件的体积及重量，提高器件性能。其中光控波束形成技术是微波光子学的重要研究领域，也是相控阵雷达和下一代无线通信中智能天线的核心技术，它通过控制阵列中各微波链路的相位差或延时差，使各微波辐射源的辐射场在远场的特定方向产生干涉极大，达到定向发射（或接收）的目的，具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、带宽大、无波束倾斜等优点。

在光控波束形成器中，产生延时的主要方法是延长光路。但延长光路需要将光纤或波导等在空间绕行排布，其系统体积比较大，结构也较为复杂。而对于机载或星载相控阵天线来说，降低天线的体积及重量，就可以在有限的空间及载重条件下放入阵列单元更多的天线，可以大幅度的提高相控阵雷达的性能指标。应用慢光效应设计制备光控波束形成器是解决上述问题的有效途径。慢光效应通过降低电磁波传播速度来实现光实时延时，相对延长光路的方法其结构更为紧凑，体积更小、重量更轻。将延时线与光开关等光电器件结合，甚至可以将光控波束形成器集成到芯片上，实现阵列天线单元的芯片化，符合新一代相控阵雷达天线小型化、轻型化、集成化的发展趋势。

光子晶体慢光波导归根结底是通过制作人工微结构产生强烈的散射，并在光子带隙中引入慢光导模，从而实现光速减慢的。利用相对简单光子晶体慢光波导的结构，可在较小的器件尺寸下实现光速几十甚至几百分之一的减慢。光子晶体结构慢光效应的实现对外部环境没有特殊要求，常温下就能实现。利用光子晶体波导的慢光特性，可实现光延时的功能。同时，光子晶体基本尺寸在光的波长量级，光子晶体波导器件一般处于微米量级，这使得高度集成甚至实现芯片级光控波束形成变为可能。

基于光子晶体慢光波导的光控波束形成器有望在数百个平方微米的大小下，实现对波束形成器各支路延时量高精度连续可调。相对比利用波导谐振腔及光纤绕行排布技术的波束形成器，具有体积更小、集成度更高、精度更高的优点。光子晶体慢光波导在相控阵雷达天线波束形成器上具有广阔的应用前景，尤其是对体积及重量较为敏感的星载及机载相控阵雷达，基于光子晶体慢光波导的光控波束形成器仪器具有更为紧凑的结构、更小的体积以及更轻的重量，有望在小型化及轻型化的雷达革命中扮演重要的角色。另外，光子晶体慢光波导光控波束形成器还可以广泛应用于移动通信智能天线，在无线移动通信领域也具有重要的潜在应用前景。

然而，光子晶体慢光波导的延时调制机制较为复杂。对于常见的光子晶体结构，如空气孔结构和介质柱结构，要想在光子晶体结构表面制备热电极则必须在器件表面制备上包层，而对于上述结构，制备上包层后难以实现表面的高平整度，对制备的热光电极加热效率及牢固度有极大的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种应用于相控阵雷达及智能天线的集成度高、重量轻、功耗低的基于热光调制的光波束形成网络芯片及制备方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于热光调制的光波束形成网络芯片，由自下而上的硅衬底层4、二氧化硅埋层2、光波传导结构层和热光调制结构层依次叠加而成。

所述光波传导结构层，包括入射耦合光栅块10、入射端光波导体9、第一光子晶体慢光波导7、第一出射端光波导体17、第一出射耦合光栅块11、第二光子晶体慢光波导8、第二出射端光波导体18、第二出射耦合光栅块16和热光调制结构层衬底块15。其中，入射耦合光栅块10的输出端与入射端光波导体9的输入端相连接。入射端光波导体9近似呈Y形。入射端光波导体9的输出端分别与第一光子晶体慢光波导7的输入端、第二光子晶体慢光波导8的输入端相连接。第一光子晶体慢光波导7的输出端经第一出射端光波导体17与第一出射耦合光栅块11的输入端相连接。第二光子晶体慢光波导8的输出端经第二出射端光波导体18与第二出射耦合光栅块16的输入端相连接。在第一光子晶体慢光波导7的外侧、第一光子晶体慢光波导7与第二光子晶体慢光波导8之间、第二光子晶体慢光波导8的外侧均设有热光调制结构层衬底块15。

所述光波传导结构层，包括回形热光电极12、负电极块13和正电极块14。其中，在第一光子晶体慢光波导7两侧的热光调制结构层衬底块15上设有一对回形热光电极12。在第二光子晶体慢光波导8两侧的热光调制结构层衬底块15上设有另一对回形热光电极12。前述四个回形热光电极12的一端均与负电极块13连接在一起，所述回形热光电极12的另一端分别与一个正电极块14相连接。所述的负电极块13与正电极块14均设置在热光调制结构层衬底块15上。

本发明所述光子晶体热光调制波束形成网络芯片的制备方法，按如下步骤进行：

步骤1、取一块SOI基底，通过光刻工艺在其上制备光子晶体慢光波导、光波导及耦合光栅的结构。

步骤2、通过热蒸发工艺，在完成步骤1 的SOI基底上制备铬材料的热光电极。

步骤3、通过热蒸发工艺，在完成步骤2 的的SOI基底上的热光电极表面制备正负电极Pad顶层金薄膜。

进一步说，本光子晶体热光调制波束形成网络芯片的制备方法具体如下：

步骤1、取一块SOI基底，通过光刻工艺在其上制备光子晶体慢光波导、光波导及耦合光栅的结构。

步骤1.1取一片SOI基底进行清洁处理，所述SOI基底的顶部硅层厚度为220nm，中间的二氧化硅埋层厚度为3μm，其底部的衬底硅厚度为600μm。

步骤1.2在经过步骤1.1清洁处理的SOI基底上制作一层厚度为2-3μm的光刻胶膜。

步骤1.3将经过步骤1.2涂覆光刻胶膜基底放入烘箱中前烘。

步骤1.4对经过步骤1.3前烘处理的光刻胶薄膜进行深紫外曝光。

步骤1.5经过显影、坚膜等工艺流程，在经过步骤1.4曝光处理的SOI表面制作出光刻胶掩模结构。

步骤1.6通过等离子体刻蚀（Inductively Coupled Plasma etching，ICP）技术，在经步骤1.5处理所得到的具有光刻胶掩模结构的SOI的表面制作感应耦合模块、以及光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构，补充地说，本步骤中的刻蚀深度为220nm。

步骤1.7将经过步骤1.6所述等离子刻蚀处理的SOI表面的光刻胶去除，得到光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构，及本发明所述的自下而上的硅衬底层4、二氧化硅埋层2和光波传导结构层。

步骤2、通过热蒸发工艺，在完成步骤1 的SOI基底上制备铬材料的热光电极。

步骤2.1在步骤1.7制备好光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构的SOI基底上制备一层厚度为100nm的光刻胶薄膜。

步骤2.2将步骤2.1制备完成的结构进行前烘。

步骤2.3对制备好的光刻胶薄膜进行曝光。

步骤2.4经过显影、坚膜后，得到掩膜结构。

步骤2.5应用热蒸发工艺制备200nm后的铬薄膜。

步骤2.6对步骤2.5制备完成的覆盖有铬薄膜的基底应用剥离工艺将没有电极图形区域的铬薄膜剥离，得到铬材料热光电极结构。

步骤3、过热蒸发工艺，在完成步骤2 的SOI基底上的热光电极表面制备正负电极Pad顶层金薄膜。

步骤3.1将步骤2.6制备完成的覆盖有铬热光电极的基底重复第二步相关工艺，得到覆盖于正负电极的金薄膜。

有益的技术效果

本发明提出的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，相对于已有的波束形成网络方案，具有瞬时带宽大、体积小、重量轻、功耗低的优点。尤其表现在如下方面：

本发明应用光子晶体慢光波导光速减慢热性产生光延时，然后在光子晶体慢光波导两端制备回形热光电极，并利用材料的热光特性实现对波导延时量的调制，并将多个光子晶体慢光波导支路集成在同一芯片上，从而实现波束形成网络器件的芯片化。综上，基于回形热光电极的光子晶体慢光波导波束形成网络芯片相对于已有的波束形成网络方案，具有瞬时带宽大、体积小、重量轻、功耗低的优点。

以SOI（Silicon-on-Insulator）为光子晶体热光调制波束形成网络芯片制备材料，其中SOI顶硅层厚为220nm，下方二氧化硅埋层厚为3μm，电磁波从入射耦合光栅耦合进入器件后，由于光子晶体慢光波导的光速减慢特性，进入其中的电磁波产生光延时，对制备与光子晶体慢光波导两侧的回形热光电极加电，借助材料的热光特性对各个支路延时量进行调节。通过光子晶体慢光波导的热光效应，可实现对不同支路延时量的精确调谐，通过将携带不同延时信息的出射电磁波合成，即可实现电磁波出射角度的偏转，从而实现波束形成。

附图说明

图1是本发明所述的基于热光调制的光波束形成网络芯片的立体示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的俯视图。

图4是图3中A区域的放大示意图。

图5是将图1中热光调制结构层移除后的立体示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图1中热光调制结构层的立体示意图。

图8是图7的俯视图。

图9是本发明所述制备方法中步骤1的工艺简视图。

图10是本发明所述制备方法中步骤2的工艺简视图。

图11是完成本发明所述制备方法的步骤3后的产品示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，一种基于热光调制的光波束形成网络芯片，由自下而上的硅衬底层4、二氧化硅埋层2、光波传导结构层和热光调制结构层依次叠加而成。

参见图5，所述光波传导结构层，包括入射耦合光栅块10、入射端光波导体9、第一光子晶体慢光波导7、第一出射端光波导体17、第一出射耦合光栅块11、第二光子晶体慢光波导8、第二出射端光波导体18、第二出射耦合光栅块16和热光调制结构层衬底块15。其中，入射耦合光栅块10的输出端与入射端光波导体9的输入端相连接。入射端光波导体9的输出端分别与第一光子晶体慢光波导7的输入端、第二光子晶体慢光波导8的输入端相连接。第一光子晶体慢光波导7的输出端经第一出射端光波导体17与第一出射耦合光栅块11的输入端相连接。第二光子晶体慢光波导8的输出端经第二出射端光波导体18与第二出射耦合光栅块16的输入端相连接。在第一光子晶体慢光波导7的外侧、第一光子晶体慢光波导7与第二光子晶体慢光波导8之间、第二光子晶体慢光波导8的外侧均设有热光调制结构层衬底块15，如图6所示。

参见图7，所述光波传导结构层，包括回形热光电极12、负电极块13和正电极块14。其中，参见图3，在第一光子晶体慢光波导7两侧的热光调制结构层衬底块15上设有一对回形热光电极12。在第二光子晶体慢光波导8两侧的热光调制结构层衬底块15上设有另一对回形热光电极12。前述四个回形热光电极12的一端均与负电极块13连接在一起，所述回形热光电极12的另一端分别与一个正电极块14相连接。所述的负电极块13与正电极块14均设置在热光调制结构层衬底块15上，如图8所示。

进一步说，第一光子晶体慢光波导7和第二光子晶体慢光波导8为波束形成网络芯片的延时产生器件。

参见图1和图3，进一步说，第一光子晶体慢光波导7和第二光子晶体慢光波导8均为矩形块体，在第一光子晶体慢光波导7和第二光子晶体慢光波导8内设有呈阵列式排列空气孔19。

进一步说，第一光子晶体慢光波导7和第二光子晶体慢光波导8均由光子晶体构成。所述光子晶体的结构为三角晶格结构，且光子晶体的结构周期a为460nm。

参见图4，第一光子晶体慢光波导7由9条以上的条行波导构成。所述条行波导的宽度w为450nm，在每条条行波导上设有12个以上的空气孔19。所述空气孔19的半径r为173nm，相邻两个空气孔19的间距为30nm；参见图6，所述第二光子晶体慢光波导8的结构与第一光子晶体慢光波导7的结构相同。

参见图2，进一步说，在负电极块13的顶面与正电极块14的顶面均设有一层厚度为100nm的金箔膜6；参见图1，进一步说，第一光子晶体慢光波导7和第二光子晶体慢光波导8均为W1型光子晶体直波导。

参见图2，光波传导结构层和热光调制结构层的高度为0.22μm，二氧化硅埋层2的厚度约为3μm，硅衬底层4的厚度约为600μm。优选的方案是，如图2中，h ₁=220nm为光波传导结构层的高度，h ₂=3μm为二氧化硅埋层的厚度，h ₃=600μm为底层硅的厚度，h ₄=200nm为铬材料热光电极厚度，h ₅=100nm为金薄膜厚度。

 参见图3，进一步说，入射耦合光栅块10与入射端光波导体9之间、第一出射端光波导体17与第一出射耦合光栅块11之间、第二出射端光波导体18与第二出射耦合光栅块16之间、入射耦合光栅块10、第一出射耦合光栅块11、第二出射耦合光栅块16与外部光纤之间均采用光栅耦合方式连接。

参见图1，进一步说，硅衬底层4、二氧化硅埋层2和、光波传导结构层为一块SOI材料加工而成。回形热光电极12、负电极块13和正电极块14的材料为铬，且厚度为200nm。

使用时，电磁波经由入射耦合光栅耦合进入光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构中并均分进入分束器结构中，然后进入光子晶体慢光波导中，由于光子晶体慢光波导具有慢光效应，光在光子晶体慢光波导中的群速度发生降低，从而实现光延时。为了实现对光子晶体慢光波导延时量的调谐，在光子晶体慢光波导两侧制备铬材料回形热光电极，通过引线引到芯片边缘，并在芯片边缘制备正负电极。为了提高后期与测试版键合工艺中金引线与正负电极的结合度，在正负电极上制备金薄膜。在正负电极上加电，铬材料回形热光电极通电发热，由于SOI材料具有较高的热光效应，加电支路的延时量将发生改变，进而完成对该支路延时量的热光调谐。故光子晶体热光调制波束形成网络芯片的最大延时量由光子晶体慢光波导的长度及慢光因子决定，延时量调谐由外加电压控制，从而实现对各支路延时量的高精度调谐。光经过热光调谐的支路后产生所需的延时量，经由出射耦合光栅耦合出波束形成网络芯片，经过波束合成后实现波束控制的功能。

优选的方案是：参见图4，采用三角晶格空气孔结构作为光子晶体慢光波导主体结构，光子晶体结构周期a=460nm，空气孔半径为D=346nm。将位于第二光子晶体慢光波导8的宽度方向的中心线外侧的空气孔单元20及将位于第二光子晶体慢光波导8的宽度方向的中心线内侧的空气孔单元21区域的空气孔19均向+x方向（即第二光子晶体慢光波导8的长度方向）移动Δx=30nm构建光子晶体慢光波导。此时光子晶体慢光波导群速度约为Vg=C/30，其中C为真空中光速。经计算可得1.3mm左右长度的光子晶体慢光波导可以实现200ps以上的延时量。光波导宽度为w=450nm，结构为条形波导。

热光电极制备材料为铬，宽度为2μm，厚度为200nm，并采用回形结构以提高电极发热量。电极通过引线与制备于芯片边缘的铬材料电极Pad相连接，为了提高与测试版引线键合工艺中金引线与正负电极链接的牢固度，在电极表层制备100nm后的金薄膜。电极加电后发热，可通过外加电压控制回形电极发热量，从而达到控制波束形成网络芯片各个支路延时量的目的。

参见图9、图10和图11，为本发明所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片的制备方法，按如下步骤进行：

步骤1、取一块SOI基底，通过光刻工艺在其上制备光子晶体慢光波导、光波导及耦合光栅的结构。

步骤2、通过热蒸发工艺，在完成步骤1 的SOI基底上制备铬材料的热光电极。

步骤3、通过热蒸发工艺，在完成步骤2 的SOI基底上的热光电极表面制备正负电极Pad顶层金薄膜。

本发明的具体制作过程如下：

第一步，制备光子晶体慢光波导、光波导及耦合光栅等主体结构，参见图9：

步骤1.1：对顶硅厚220nm，二氧化硅埋层厚3μm，衬底硅600μm厚的SOI基底（如图9a所示）进行清洁处理。

步骤1.2：在SOI基底上制作一层厚度为2-3μm的光刻胶膜104（如图9b所示）。

步骤1.3：将涂覆光刻胶膜104的基底放入烘箱中前烘。

步骤1.4：对制备好的光刻胶薄膜104进行深紫外曝光，如图9c所示。

步骤1.5：如图9d所示，经过显影、坚膜等工艺流程制作光刻胶掩模结构。

步骤1.6：如图9e所示，对应用步骤1.5制作好的光刻胶掩模结构进行感应耦合等离子体刻蚀（Inductively Coupled Plasma etching，ICP），制作光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构，刻蚀深度为220nm。

步骤1.7：去除光刻胶薄膜105，得到光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构，如图9f所示。

第二步，制备铬材料热光电极，参见图10：

步骤2.1：如图10a所示，在步骤1.7制备好光子晶体热光调制波束形成网络芯片主体结构的SOI基底上制备一层厚度为100nm的光刻胶薄膜201。

步骤2.2：将步骤2.1制备完成的结构进行前烘。

步骤2.3：如图10b所示，对制备好的光刻胶薄膜201进行曝光。

步骤2.4：如图10c所示，经过显影、坚膜得到掩膜结构。

步骤2.5：如图10d所示，应用热蒸发工艺制备200nm后的铬薄膜。

步骤2.6：对步骤2.5制备完成的覆盖有铬薄膜的基底应用剥离工艺将没有电极图形区域的铬薄膜剥离，得到铬材料热光电极结构（如图10e所示）。

第三步，制备正负电极顶层金薄膜，参见图11：

将步骤2.6制备完成的覆盖有铬热光电极的基底重复第二步相关工艺，得到覆盖于正负电极的金薄膜。

本发明不限于上述实施方式，所述器件主体也可以是二维介质柱结构，光子晶体单元也可以是跑道形柱或椭圆形、六边形、方形等结构，晶格排列方式可以是三角晶格结构、正方晶格结构或者蜂窝结构等。且光子晶体慢光波导可以是W2型、W3型等二维光子晶体慢光波导。光波导也可以是脊型波导等其他光波导类型。芯片支路可以为2路、4路、8路等等，排列方式也可以是二叉树结构。制备材料也不限于SOI材料，可以是氮化硅材料等。因此，凡是在本发明权利要求1技术方案基础上做出的任何简单变形都在本发明意图保护范围之列。

Claims (10)

1.一种基于热光调制的光波束形成网络芯片，其特征在于：由自下而上的硅衬底层（4）、二氧化硅埋层（2）、光波传导结构层和热光调制结构层依次叠加而成；

所述光波传导结构层，包括入射耦合光栅块（10）、入射端光波导体（9）、第一光子晶体慢光波导（7）、第一出射端光波导体（17）、第一出射耦合光栅块（11）、第二光子晶体慢光波导（8）、第二出射端光波导体（18）、第二出射耦合光栅块（16）和热光调制结构层衬底块（15）；其中，入射耦合光栅块（10）的输出端与入射端光波导体（9）的输入端相连接；入射端光波导体（9）的输出端分别与第一光子晶体慢光波导（7）的输入端、第二光子晶体慢光波导（8）的输入端相连接；第一光子晶体慢光波导（7）的输出端经第一出射端光波导体（17）与第一出射耦合光栅块（11）的输入端相连接；第二光子晶体慢光波导（8）的输出端经第二出射端光波导体（18）与第二出射耦合光栅块（16）的输入端相连接；在第一光子晶体慢光波导（7）的外侧、第一光子晶体慢光波导（7）与第二光子晶体慢光波导（8）之间、第二光子晶体慢光波导（8）的外侧均设有热光调制结构层衬底块（15）；

所述光波传导结构层，包括回形热光电极（12）、负电极块（13）和正电极块（14）；其中，在第一光子晶体慢光波导（7）两侧的热光调制结构层衬底块（15）上设有一对回形热光电极（12）；在第二光子晶体慢光波导（8）两侧的热光调制结构层衬底块（15）上设有另一对回形热光电极（12）；前述四个回形热光电极（12）的一端均与负电极块（13）连接在一起，所述回形热光电极（12）的另一端分别与一个正电极块（14）相连接；所述的负电极块（13）与正电极块（14）均设置在热光调制结构层衬底块（15）上。

2.如权利要求1所述的一种基于热光调制的光波束形成网络芯片，其特征在于：第一光子晶体慢光波导（7）和第二光子晶体慢光波导（8）为波束形成网络芯片的延时产生器件。

3.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于：第一光子晶体慢光波导（7）和第二光子晶体慢光波导（8）均为矩形块体，在第一光子晶体慢光波导（7）和第二光子晶体慢光波导（8）内设有呈阵列式排列空气孔（19）。

4.如权利要求3所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于： 第一光子晶体慢光波导（7）和第二光子晶体慢光波导（8）均由光子晶体构成；所述光子晶体的结构为三角晶格结构，且光子晶体的结构周期a为460nm；第一光子晶体慢光波导（7）由9条以上的条行波导构成；所述条行波导的宽度w为450nm，在每条条行波导上设有12个以上的空气孔（19）；所述空气孔（19）的半径r为173nm，相邻两个空气孔（19）的间距为30nm；

所述第二光子晶体慢光波导（8）的结构与第一光子晶体慢光波导（7）的结构相同。

5.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于：在负电极块（13）的顶面与正电极块（14）的顶面均设有一层厚度为100nm的金箔膜（6）。

6.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于：第一光子晶体慢光波导（7）和第二光子晶体慢光波导（8）均为W1型光子晶体直波导。

7.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于：光波传导结构层和热光调制结构层的高度为0.22μm，二氧化硅埋层（2）的厚度为3μm，硅衬底层（4）的厚度为600μm。

8.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于：入射耦合光栅块（10）与入射端光波导体（9）之间、第一出射端光波导体（17）与第一出射耦合光栅块（11）之间、第二出射端光波导体（18）与第二出射耦合光栅块（16）之间、入射耦合光栅块（10）、第一出射耦合光栅块（11）、第二出射耦合光栅块（16）与外部光纤之间均采用光栅耦合方式连接。

9.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片，其特征在于：硅衬底层（4）、二氧化硅埋层（2）和、光波传导结构层为一块SOI材料加工而成；回形热光电极（12）、负电极块（13）和正电极块（14）的材料为铬，且厚度为200nm。

10.如权利要求1所述的光子晶体热光调制波束形成网络芯片的制备方法，其特征在于：按如下步骤进行：

步骤1、取一块SOI基底，通过光刻工艺在其上制备光子晶体慢光波导、光波导及耦合光栅的结构；

步骤2、通过热蒸发工艺，在完成步骤1 的SOI基底上制备铬材料的热光电极；

步骤3、通过热蒸发工艺，在完成步骤2 的SOI基底上的热光电极表面制备正负电极Pad顶层金薄膜。