CN113325518B - 一种二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器及其制备方法，属于片上光互连网络技术领域。从下至上，由硅衬底、二氧化硅下包层、二氧化硅芯层波导、二氧化硅上包层和调制电极组成；二氧化硅芯层波导位于二氧化硅下包层和二氧化硅上包层之间，由微环谐振部分和可调谐耦合器部分组成。其中，微环谐振部分由第一弯曲波导、直波导和第二弯曲波导组成，形成跑道型结构；可调谐耦合器部分由第一3dB定向耦合器、第一调制臂、第二调制臂和第二3dB定向耦合器组成，形成MZI结构。本发明通过对可调谐耦合器调制臂正上方的调制电极施加电功率，改变耦合系数，达到临界耦合状态，从而实现超窄线宽、高消光比的微环谐振器。
Description
技术领域
本发明属于片上光互连网络技术领域，具体涉及一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导(Planar Lightwave Circuit，PLC)可调谐微环谐振器(Micro-ring Resonator， MRR)及其制备方法。
背景技术
由于光子通信具有高带宽、低功耗等优点，在微波和射频信号的产生、分配、滤波和处理方面相比电子具有明显的优势，近些年被广泛的研究并且投入市场。作为光子通信中最基本的结构之一，微环谐振器(Micro-ring Resonator，MRR) 因其尺寸小、线宽窄、易于集成等优点，在激光器、传感器和滤波器的应用中显示出巨大的潜力。
超窄线宽的微环谐振器已经在不同的材料平台上进行了设计和实验，如绝缘体上硅、氮化硅、基于聚合物的平板光波导(Planar Lightwave Circuit，PLC)和二氧化硅PLC等。其中二氧化硅PLC器件因其具有低损耗、稳定性高、与单模光纤模场匹配良好等优点，被广泛应用在光通信、光互连等领域。
为了获得窄线宽的微环谐振器，器件需要工作在临界耦合状态下，临界耦合状态是指环内损耗刚好等于耦合系数。然而，即使在设计的时候考虑到了耦合的状态，在制作过程中，由于工艺误差的原因，临界耦合也很难达到，因此很难获得理想的器件。
在本发明中，提出了一种耦合系数可调谐的微环谐振器，该器件基于二氧化硅PLC平台，使用马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer，MZI)作为可调谐耦合器代替固定定向耦合器，通过调整耦合系数，使器件工作在临界耦合状态，一方面可以压窄线宽，另一方面可以提高消光比，从而提高器件的应用潜力。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器及其制备方法。该微环谐振器由MZI结构的可调谐耦合器代替固定耦合系数的定向耦合器，通过调整耦合系数，使器件工作在临界耦合状态，从而实现超窄线宽的微环谐振器。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其主要参数有品质因子(Quality Factor，Q)、半高全宽(Full Width at Half Maxima，FWHM)、精细度(Fitness，F)、消光比(Extinction Ratio，ER)等。
半高全宽为输出谱线的波峰高度为一半时的波峰宽度，如式(1)所示，其中，κ为耦合系数，λ为谐振波长，L为微环谐振器的周长，neff为波导的有效折射率。由式(1)可以看出，半高全宽的大小随耦合系数的减小而减小。
精细度为自由光谱范围(Free Space Region,FSR)与半高全宽的比值，其表达式如式(2)所示。
品质因子是特定波长与其半高全宽的比值，其表达式如式(3)所示，是衡量微环谐振器性能的重要参数之一。F和Q的物理意义在于：同一结构参数下， F与Q的值越大，表明谐振峰的线宽越小。
消光比为衡量器件输出特性的重要参数之一，其定义为最大输出值与输入值的比值。消光比越大，则器件的性能越好，灵敏度越高。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在谐振波长处具有～106量级的超高Q值，即具有超窄线宽的微环谐振器。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，从下至上，由硅衬底、二氧化硅下包层、二氧化硅芯层波导、二氧化硅上包层和调制电极组成；二氧化硅芯层波导位于二氧化硅下包层和二氧化硅上包层之间，由微环谐振部分(1) 和可调谐耦合器部分(2)组成；其中，微环谐振部分(1)由第一弯曲波导(1- 1)、直波导(1-2)和第二弯曲波导(1-3)组成，形成跑道型结构；可调谐耦合器部分(2)由输入波导(4-1)、第一3dB定向耦合器(2-1)、第一调制臂(2- 3)、第二调制臂(2-4)、第二3dB定向耦合器(2-2)和输出波导(4-2)组成，形成MZI结构；第一弯曲波导(1-1)的输入端与第二3dB定向耦合器(2-2) 的谐振输出端连接，第一弯曲波导(1-1)的输出端连接直波导(1-2)的输入端，直波导(1-2)的输出端连接第二弯曲波导(1-3)的输入端，第二弯曲波导(1- 3)的输出端连接第一3dB定向耦合器(2-1)的谐振输入端；宽谱光源输出的光信号耦合进入输入波导(4-1)，经过第一3dB定向耦合器(2-1)分成两束光，然后分别进入第一调制臂(2-3)和第二调制臂(2-4)，两束光再经过第二3dB 定向耦合器(2-2)，其中波长满足在微环谐振部分(1)谐振条件(即波长的整数倍等于微环谐振部分(1)一周的光程)的光信号进入到微环谐振部分(1)并在微环谐振部分(1)不断旋转发生谐振(谐振光需要通过第一3dB定向耦合器(2- 1)、第一调制臂(2-3)、第二调制臂(2-4)和第二3dB定向耦合器(2-2)，和谐振区域相比，这一部分的长度远小于谐振区的环，在计算的时候当作了直波导考虑)，而另一部分不能够发生谐振的光信号耦合至输出波导(4-2)输出。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在微环谐振部分(1) 直波导(1-2)的正上方设置有第一调制电极(3-1)，通过改变加载在第一调制电极(3-1)上的电功率对其进行加热，利用热光效应改变经过该处光波的相位，相移量用
表示，用于实现对超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的谐振波长的可控调谐。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在第二调制臂(2- 4)的正上方设置第二调制电极(3-2)，通过改变加载在第二调制电极(3-2)上的电功率对其进行加热，利用热光效应改变经过该处光波的相位，相移量用Δθ表示，从而实现对超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的耦合系数的调制。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在二氧化硅平板光波导平台上通过半导体工艺制作。二氧化硅上包层和二氧化硅芯层间的折射率差为0.36％～2％，其计算公式见式(4)，芯层折射率为n1，包层折射率为n2，芯层的折射率大于包层的折射率。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其金属调制电极的材料为金、银、铝中的一种或者多种组成的合金。
本发明所述的一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的制备方法，其步骤如下：
步骤1：在硅晶圆衬底上，通过热氧化法生长一层致密的12～18μm厚的二氧化硅下包层；
步骤2：在二氧化硅下包层上通过等离子体增强化学气相沉积法(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)沉积得到3.5～6.5μm厚的掺锗的二氧化硅芯层；其中，PECVD设备的腔室气压为300～800mTorr，衬底温度为 300～350℃，上电极低频射频功率为200～700W，上电极高频射频功率为300～800W，硅烷气体流量为15～30sccm，一氧化氮气体流量为1800～2000sccm，锗烷气体流量为1.3～2.4sccm，沉积速率为180～230nm/min；
步骤3：在掺锗的二氧化硅芯层上旋涂光刻胶层Ⅰ，前烘处理后自然降温固化；
步骤4：通过紫外光刻、显影、后烘，将光刻板Ⅰ上与需要制备的二氧化硅芯层波导结构相同(光刻胶层Ⅰ为正性光刻胶)或互补(光刻胶层Ⅰ为负性光刻胶) 的图形转移到光刻胶层Ⅰ上，再通过感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)刻蚀方法，在掺锗的二氧化硅芯层上制备得到二氧化硅芯层波导；然后再去掉二氧化硅芯波导上的光刻胶层I；
步骤5：在二氧化硅下包层和二氧化硅芯层波导上通过PECVD法沉积得到 12～18μm厚的掺硼和磷的二氧化硅上包层，其中二氧化硅芯层波导上的二氧化硅上包层的厚度为12～18μm，二氧化硅上包层与步骤1制备的二氧化硅下包层统称为二氧化硅包层；其中PECVD设备的腔室气压为2000～3000mTorr，衬底温度为335～365℃，下电极射频功率为1600～2000W，硼烷和氮气混合气体流量为 100～140sccm，硼烷在混合气体中的摩尔分数为5％～10％；磷烷和氮气混合气体流量为20～45sccm，磷烷在混合气体中的摩尔分数为5％～10％；
步骤6：在二氧化硅包层上蒸镀厚度为50～200nm的金属薄膜；
步骤7：在金属薄膜上旋涂光刻胶Ⅱ，前烘处理后自然降温固化；
步骤8：通过紫外光刻、显影、后烘，将光刻板Ⅱ上与需要制备的调制电极结构相同(光刻胶层Ⅱ为正性光刻胶)或互补(光刻胶层Ⅱ为负性光刻胶)的图形转移到光刻胶层Ⅱ上，显影后坚膜，自然降温之后，用与金属对应的腐蚀液腐蚀调制电极结构之外的金属，得到调制电极，最后除去金属上剩余的光刻胶层Ⅱ；调制电极位于二氧化硅芯层波导第二调制臂(2-4)和直波导(1-2)的正上方，与二氧化硅芯层波导中心对齐，宽度为20μm～40μm，从而制备得到本发明所述的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器。
本发明具有以下有益效果：
1、制备得到的微环谐振器可以克服工艺容差带来的耦合状态难以控制的问题，通过对可调谐耦合器调制臂正上方的调制电极施加电功率，改变耦合系数，达到临界耦合状态，从而实现超窄线宽、高消光比的微环谐振器；
2、制备得到的微环谐振器损耗低，尺寸紧凑，易于与其他器件集成；
3、制备得到的微环谐振器可以用于光交叉、波分复用系统等，具有很强的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的平面结构图；
图2是本发明实施例中超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器可调谐耦合区部分的平面结构图；
图3是本发明实施例1制备的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的波导截面示意图；
图4是本发明实施例1制备的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的制备工艺流程图；
图5是本发明实施例1制备的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器在“临界耦合”状态微环谐振器的透射谱；
图6是本发明实施例1制备的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器在“临界耦合”状态下微环谐振器峰值的归一化传输曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明的实施例提供了一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器及其制备方法；请参阅附图1；附图1是本发明实施例中超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的平面结构图。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在跑道型部分的直波导的正上方设置一个调制电极，通过改变加载在调制电极上的电功率，利用热光效应改变经过该处光波的相位，相移量用
表示，用于实现谐振波长的可控调谐。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，由微环谐振部分(1) 和可调谐耦合器部分(2)组成。其中，微环谐振部分(1)由第一弯曲波导(1- 1)、直波导(1-2)和第二弯曲波导(1-3)组成，形成跑道型结构；可调谐耦合器部分(2)由第一3dB定向耦合器(2-1)、第二3dB定向耦合器(2-1)、第一调制臂(2-3)和第二调制臂(2-4)组成，形成MZI结构；第一弯曲波导(1-1) 的输入端接收来自第二3dB定向耦合器(2-2)输出的谐振光，第一弯曲波导(1- 1)的输出端连接直波导(1-2)的输入端，直波导(1-2)的输出端连接第二弯曲波导(1-3)的输入端，第二弯曲波导(1-3)的输出端连接第一3dB定向耦合器 (2-1)的输入端。宽谱光源输出的光信号耦合进入输入波导(4-1)，经过第一3 dB定向耦合器(2-1)分成两束光，然后分别进入第一调制臂(2-3)和第二调制臂(2-4)，两束光再经过第二3dB定向耦合器(2-2)，其中波长满足在环内的谐振条件(即波长的整数倍等于环一周的光程)的光信号，在微环谐振部分(1) 不断旋转发生谐振，而另一部分未发生谐振的光信号耦合至输出波导(4-2)输出；通过调节各部分结构与尺寸，使来自第二3dB定向耦合器(2-2)的谐振光在微环谐振部分(1)形成谐振，在微环中不断旋转，这部分光信号将不会通过输出波导(4-2)输出。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，可调谐耦合器部分 (2)中，第一调制臂(2-3)和第二调制臂(2-4)的长度为3000μm；第一3dB 定向耦合器(2-1)和第二3dB定向耦合器(2-2)耦合区长度L1为195μm，两条耦合波导间的耦合间距Gap为1.5μm，输入输出波导间距L3为127μm；由耦合区向输入、输出端过渡部分使用S弯波导，S弯波导半径为3000μm。微环谐振部分(1)中第一弯曲波导(1-1)和第二弯曲波导(1-3)的波导半径为1600 μm(弧长分别是半径1600μm圆弧的一半)，直波导(1-2)的长度L为7250μm。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在微环谐振部分(1) 直波导(1-2)的正上方设置有第一调制电极(3-1)，通过改变加载在第一调制电极(3-1)上的电功率对其进行加热，利用热光效应改变经过该处光波的相位，相移量用
表示，用于实现对超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器谐振波长的可控调谐。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在第二调制臂(2- 4)的正上方设置第二调制电极(3-2)，通过改变加载在第二调制电极(3-2)上的电功率对其进行加热，利用热光效应改变经过该处光波的相位，相移量用Δθ表示，从而实现对超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器耦合系数的调制。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，第一调制电极(3- 1)和和第二调制电极(3-2)的长度L2为2600μm，宽度为21μm。
所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，在二氧化硅平面光波导平台上通过半导体工艺制作。二氧化硅包层和二氧化硅芯层的折射率差为 2％，计算公式见式(4)，其中二氧化硅芯层为掺锗的二氧化硅材料，折射率为 n1＝1.4739；包层为掺硼和磷的二氧化硅材料，折射率为n2＝1.4450，波导截面如附图2所示，为所述超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的芯层波导截面示意图。二氧化硅芯层的厚度和宽度均为4μm。
如附图3所示，本发明所述的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的制备方法，其步骤如下：
步骤1：在硅晶圆衬底上，通过热氧化法生长一层致密的15μm厚的二氧化硅下包层；
步骤2：在二氧化硅下包层上，通过PECVD法沉积4μm厚的掺锗的二氧化硅芯层；其中，PECVD设备的腔室气压为500mTorr，衬底温度为330℃，上电极低频射频功率为400W，上电极高频射频功率为600W，硅烷气体流量为 25sccm，一氧化氮气体流量为1900sccm，锗烷气体流量为2.0sccm，沉积速率为 200nm/min；
步骤3：在掺锗的二氧化硅芯层表面旋涂Micro Chem公司的SU-8 2010光刻胶，前烘首先需要在65℃10分钟，90℃20分钟处理并自然降温固化，通过控制转速1000转/分，旋涂时间20s，形成20μm厚的SU-8光刻胶层Ⅰ；
步骤4：将步骤3的器件放置在365nm的紫外光光刻机下，光功率为 23mW/cm2，对版光刻，所用掩模版Ⅰ的结构、形状与需要制备的二氧化硅芯层波导的结构、形状相同，曝光时间20s，之后再进行65℃10分钟，95℃20分钟的后烘，冷却至室温，放入PGMEA(Propyleneglygol-monomethylether-acetate)显影液中显影，再放入异丙醇中漂洗除去余胶，用去离子水洗净反应液；然后在 125℃下，坚膜30分钟，形成SU-8 2010掩膜层，将光刻板上与需要制备的芯层波导结构相同的图形转移到SU-8光刻胶层Ⅰ上；再将器件放入感应耦合等离子体 (Inductively Coupled Plasma,ICP)刻蚀机中进行干法刻蚀，刻蚀的天线射频功率为400W，偏置功率为40W，氧气流量为30sccm，刻蚀时间为150秒，在掺锗的二氧化硅芯层上制备得到条形结构的二氧化硅芯层波导；为了保证波导的侧壁陡直，ICP通入的气体为C4F8/SF8混合气体；再去掉二氧化硅芯层波导上的SU- 8光刻胶层I，为了偏振不敏感，条形结构的二氧化硅芯层波导的宽度和高度相同，均为4μm；
步骤5：在条形结构的二氧化硅芯层波导上通过PECVD法沉积得到15μm 厚的掺硼和磷的二氧化硅上包层，即二氧化硅下包层上的二氧化硅上包层的厚度度为19μm，二氧化硅上包层与步骤1制备的二氧化硅下包层统称为二氧化硅包层；其中PECVD设备的腔室气压为2500mTorr，衬底温度为355℃，下电极射频功率为1800W，硼烷和氮气混合气体流量为120sccm，硼烷在混合气体中的摩尔分数为6％；磷烷和氮气混合气体流量为30sccm，磷烷在混合气体中的摩尔分数为8％；最后得到的二氧化硅芯层波导的芯层和包层的折射率差为2％；
步骤6：在二氧化硅上蒸镀厚度为100nm的Al膜；
步骤7：采用旋涂工艺，在Al薄膜上旋涂1.5μm的正性光刻胶BP212，在 90℃条件下烘烤20分钟；
步骤8：将样片放置在紫外光刻机下，将其与掩膜板Ⅱ紧密接触进行对版光刻，所用掩模版Ⅱ的结构、形状与需要制备的调制电极的结构、形状相同，掩膜板Ⅱ的结构大于二氧化硅芯层波导，曝光8s，除去调制电极掩膜板，经过BP212 显影液显影之后，在100℃下烘烤15分钟，将光刻板Ⅱ上与需要制备的调制电极结构相同的图形转移到BP212光刻胶层Ⅱ上，然后用质量浓度6％的NaOH溶液除去未被光刻胶掩模的Al膜，再次曝光，除去剩余的BP212，将Al调制电极露出。Al调制电极尺寸宽21μm，长2600μm，位于第二调制臂(2-4)和直波导 (1-2)的正上方。
如附图5所示，为“临界耦合”状态下微环谐振器峰值的归一化传输曲线，此时，对第二调制电极(3-2)施加了40mW的电功率，使用Origin软件中的洛伦兹传输理论对空心圆显示的测量数据进行了拟合(见实线)。制备出的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器在谐振峰1533.16nm处的半高全宽(Full Width at Maximum,FWHM)为Δλ＝0.343pm，此时获得了超高负载品质因数Qload＝4.47 ×106。由于器件工作在临界耦合状态，所以认为本征品质因数Qint即为负载本质因数Qload的二倍。使用公式(5)计算出二氧化硅波导的传输损耗为0.11dB/cm，其中α为传输损耗，群折射率ng约为1.4615。持续增加功率，使微环谐振器工作在“欠耦合”状态。需要注意的是，在耦合状态调谐过程中会产生小的谐振波长偏移，这是由于基于MZI的耦合器到微环谐振器的附加相移。当微环谐振器用作滤波器时，这种小的谐振波长偏移可以用跑道型微环结构直波导上的相移器进行补偿。
本发明实施例制备出的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，最终在向调制电极施加40mW的电功率下，得到的谐振峰的消光比为13.84dB，谐振峰为 1533.16nm，此时的FWHM为Δλ＝0.343pm，对应4.47×106的超高品质因数，波导的传播损耗为0.11dB/cm。所述的超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器在光通信和集成光学的实际应用中具有巨大潜力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其特征在于：从下至上，由硅衬底、二氧化硅下包层、掺锗的二氧化硅芯层波导、掺硼和磷的二氧化硅上包层和调制电极组成；二氧化硅芯层波导位于二氧化硅下包层和二氧化硅上包层之间，由微环谐振部分(1)和可调谐耦合器部分(2)组成；微环谐振部分(1)由第一弯曲波导(1-1)、直波导(1-2)和第二弯曲波导(1-3)组成，形成跑道型结构；可调谐耦合器部分(2)由第一3dB定向耦合器(2-1)、第一调制臂(2-3)、第二调制臂(2-4)和第二3dB定向耦合器(2-2)组成，形成MZI结构；在直波导(1-2)的正上方设置有第一电极(3-1)，在第二调制臂(2-4)的正上方设置第二调制电极(3-2)；第一弯曲波导(1-1)的输入端与第二3dB定向耦合器(2-2)的谐振输出端连接，第一弯曲波导(1-1)的输出端连接直波导(1-2)的输入端，直波导(1-2)的输出端连接第二弯曲波导(1-3)的输入端，第二弯曲波导(1-3)的输出端连接第一3dB定向耦合器(2-1)的输入端；宽谱光源输出的光信号耦合进入输入波导(4-1)，经过第一3dB定向耦合器(2-1)分成两束光，然后分别进入第一调制臂(2-3)和第二调制臂(2-4)，两束光再经过第二3dB定向耦合器(2-2)，其中波长满足在微环谐振部分(1)内谐振条件的光信号通过谐振输出端进入到微环谐振部分(1)并在微环谐振部分(1)不断旋转发生谐振，而另一部分不能够发生谐振的光信号耦合至输出波导(4-2)输出；
掺硼和磷的二氧化硅上包层和掺锗的二氧化硅芯层间的折射率差为0.36％～2％，其计算公式见式(4)，芯层折射率为n1，上包层折射率为n2，芯层的折射率大于上包层的折射率；
2.如权利要求1所述的一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其特征在于：通过改变加载在第一调制电极(3-1)上的电功率对其进行加热，利用热光效应改变经过该处光波的相位，用于实现对超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的谐振波长的可控调谐。
3.如权利要求1所述的一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其特征在于：通过改变加载在第二调制电极(3-2)上的电功率对其进行加热，利用热光效应改变经过该处光波的相位，从而实现对超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的耦合系数的调制。
4.如权利要求1所述的一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其特征在于：调制电极的材料为金、银、铝中的一种或者多种组成的合金。
5.如权利要求1所述的一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器，其特征在于：第一调制臂(2-3)和第二调制臂(2-4)的长度为3000μm；第一3dB定向耦合器(2-1)和第二3dB定向耦合器(2-2)耦合区长度L1为195μm，两条耦合波导间的耦合间距Gap为1.5μm，输入、输出波导间距L3为127μm；由耦合区向输入、输出端过渡部分使用S弯波导，S弯波导半径为3000μm；微环谐振部分(1)中第一弯曲波导(1-1)和第二弯曲波导(1-3)的波导半径为1600μm，直波导(1-2)的长度L为7250μm。
6.权利要求1～5任何一项所述的一种超窄线宽的二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器的制备方法，其步骤如下：
步骤1：在硅晶圆衬底上，通过热氧化法生长一层致密的12～18μm厚的二氧化硅下包层；
步骤2：在二氧化硅下包层上通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)沉积得到3.5～6.5μm厚的掺锗的二氧化硅芯层；
步骤3：在掺锗的二氧化硅芯层上旋涂光刻胶层Ⅰ，前烘处理后自然降温固化；
步骤4：通过紫外光刻、显影、后烘，将光刻板Ⅰ上与需要制备的二氧化硅芯层波导结构相同或互补的图形转移到光刻胶层Ⅰ上，再通过感应耦合等离子体(ICP)刻蚀方法，在掺锗的二氧化硅芯层上制备得到二氧化硅芯层波导；然后再去掉二氧化硅芯波导上的光刻胶层I；
步骤5：在二氧化硅下包层和二氧化硅芯层波导上通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)法沉积得到12～18μm厚的掺硼和磷的二氧化硅上包层，其中二氧化硅芯层波导上的二氧化硅上包层的厚度为12～18μm，二氧化硅上包层与步骤1制备的二氧化硅下包层统称为二氧化硅包层；
步骤6：在二氧化硅包层上蒸镀厚度为50～200nm的金属薄膜；
步骤7：在金属薄膜上旋涂光刻胶Ⅱ，前烘处理后自然降温固化；
步骤8：通过紫外光刻、显影、后烘，将光刻板Ⅱ上与需要制备的调制电极结构相同或互补的图形转移到光刻胶层Ⅱ上，显影后坚膜，自然降温之后，用与金属对应的腐蚀液腐蚀调制电极结构之外的金属，得到调制电极，最后除去金属上剩余的光刻胶层Ⅱ；调制电极位于二氧化硅芯层波导第二调制臂(2-4)和直波导(1-2)的正上方，与二氧化硅芯层波导中心对齐，宽度为20μm～40μm，从而制备得到二氧化硅平板光波导可调谐微环谐振器。
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