CN117170121A - 一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器及其制作方法，分束器包括自下而上依次设置的衬底、二氧化硅层和薄膜基座，薄膜基座上被布置为本征区域、P型掺杂区域和N型掺杂区域，P型掺杂区域与N型掺杂区域间隔设置，且位于P型掺杂区域与N型掺杂区域之间设置有第一相变混合波导和第二相变混合波导，第一相变混合波导包含有第一输入波导和第一输出波导，第二相变混合波导包含有第二输入波导和第二输出波导，P型掺杂区域和N型掺杂区域上分别设置有一用于实现电接收的导电层：此外，本发明还提供了该分束器制作方法；通过本发明可以实现结构紧凑的片上可重构偏振分束器，具有低插入损耗，并且可以有效降低器件状态切换的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，具体而言，涉及一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器及其制作方法。
背景技术
偏振分束器是一种对光实现偏振控制的重要光学元件，在微波光子学、相干光收发器和量子光子学等多种光子技术中得到广泛应用。其功能为将偏振光分离到不同的路径，通过波分复用、模分复用相结合，能够实现信息传输速率和容量的提升。传统的偏振分束器基于不同的结构设计实现模式分离，但是缺陷在于偏振光束只能沿固定路径传输。
可重构特性一般通过载流子注入、热调谐或电光效应对波导介质的折射率进行动态控制来实现。但是较小的调谐系数，会导致较大的器件尺寸和功耗。为了克服这些限制，硅光子器件与功能性材料的集成是一个有效的解决方案，相变材料具有非易失性、两态间光学性能差异大、和相变速度快等优势，已经广泛应用于硅光子器件中以实现可重构特性。
然而，对于传统的相变材料(如Ge2Sb2Te5和Ge2Sb2Se4Te2)，虽在在两态(晶态和非晶态)下具有较大的折射率差，但是由于其具有较大的消光系数，会产生较大的吸收损耗，造成所制备器件具有较大的插入损耗。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，且提供了一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器及其制作方法。
本发明提供的一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，其技术方案如下：
一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，包括自下而上依次设置的衬底、二氧化硅层和薄膜基座，所述薄膜基座上被布置为本征区域、P型掺杂区域和N型掺杂区域，所述P型掺杂区域与所述N型掺杂区域间隔设置，且位于所述P型掺杂区域与所述N型掺杂区域之间设置有第一相变混合波导和第二相变混合波导，所述第一相变混合波导包含有第一输入波导和第一输出波导，所述第二相变混合波导包含有第二输入波导和第二输出波导，所述P型掺杂区域和所述N型掺杂区域上分别设置有一用于实现电接收的导电层。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少可以带来的有益效果有：通过将薄膜基座上布置为本征区域、P型掺杂区域和N型掺杂区域，P型掺杂区域与N型掺杂区域间隔设置，进而形成P型、本征型和N型区域，据此，薄膜基座上具备了PIN结结构，在薄膜基座上具备了基于PIN的微加热器成型条件。而位于P型掺杂区域与N型掺杂区域之间还设置有第一相变混合波导和第二相变混合波导，微加热器进而形成，加之二者均为混合型波导，在该微加热器的作用下，有利于二者上的添加材料在晶态与非晶态之间转化，与此同时，由于P型掺杂区域和N型掺杂区域上分别设置有一用于实现电接收的导电层，从而能够向该基于PIN的微加热器施加适当的电流，进而微加热器实现基于电热效应的加热，工作时能降低消光系数，提高了将横电模式TE与横磁模式TM的偏振导入不同的输出端口的工作效率。通过本发明提供的偏振分束器，能够实现可重构特性以及结构紧凑、插入损耗低以及能耗低等优点，具有非易失性，在片上光通信链路和互连网络中的偏振控制方面具有极大的应用潜力。
作为优选，所述第一输入波导、所述第二输入波导、所述第一输出波导＝和所述第二输出波导均为弯曲型波导结构，所述第一相变混合波导与所述第二相变混合波导呈互为镜面反射设置；进而有利于第一相变混合波导与第二相变混合波导形成一定向耦合波导，且避免通道之间的串扰，易于实现偏振光分离到不同的路径。
作为优选，所述第一相变混合波导包括第一脊形波导和设置在所述第一脊形波导上的第一相变层；所述第二相变混合波导包括第二脊形波导和设置在所述第二脊形波导上的第二相变层，所述第一相变层和所述第二相变层均由相变材料制成；进而可以通过相变材料调控横电模式TE与横磁模式TM在第一相变混合波导与第二相变混合波导间的传播常数，控制耦合行为，提高分束效率，实现了极小的器件尺寸，便于器件集成。
作为优选，所述相变材料包括Sb2Se3；在微加热器的作用下，Sb2Se3容易实现晶态与非晶态之间的相互转换，其在非晶态和晶态下的折射率适度，并且在两态下具有极低的消光系数，将其负载在第一、第二脊形波导上方有助于调控两种模式在对称波导间的耦合行为。
作为优选，所述薄膜基座包括硅薄膜，所述导电层包括金属层；硅薄膜作为薄膜基座能够有效掺杂，两边设置金属层能够接收电压，通过电压实现对基于PIN的微加热器的电热控制。
本发明提供的一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，其技术方案如下：
一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，应用于本发明技术方案所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，包括如下步骤：
S1、提供衬底，在所述衬底上制备二氧化硅层；
S2、在所述二氧化硅层上制备薄膜基座；
S3、对所述薄膜基座进行掺杂，形成间隔设置的P型掺杂区域和N型掺杂区域；
S4、在所述P型掺杂区域与所述N型掺杂区域的间隔区域设置第一相变混合波导和第二相变混合波导，并令所述第一相变混合波导与所述第二相变混合波导设置为互为镜面反射结构；
S5、在所述P型掺杂区域和所述N型掺杂区域上分别设置导电层，以用于实现电能接收。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少可以带来的有益效果有：通过上述步骤，在衬底上制作一层二氧化硅，以提高相变材料的长期稳定性，而后在二氧化硅层上设置薄膜基座，且对薄膜基座进行掺杂，形成间隔设置的P型掺杂区域和N型掺杂区域，在、P型掺杂区域与N型掺杂区域的间隔区域设置第一相变混合波导和第二相变混合波导，并令第一相变混合波导与第二相变混合波导设置为互为镜面反射结构，进而有效地实现偏振光的分束，从而通过该方法，提供了一种基于相变材料的可重构偏振分束器，以极低的传输损耗和小器件尺寸，实现模式分离，并且具备可重构特性。
作为优选，所述步骤S1中的衬底材质为玻璃、硅或锗，以确保器件底部构型稳定，维护器件光电特性。
作为优选，所述步骤S4包括如下步骤：
S4.1、通过数值方法获得横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随对称耦合波导间距变化的情况，确定出合适的波导间距；
S4.2、在所述P型掺杂区域与所述N型掺杂区域的间隔区域处制作第一相变混合波导和第二相变混合波导，且令所述第一相变混合波导与所述第二相变混合波导设置为互为镜面反射结构的同时，以所述步骤S4.1所获得的波导间距作为所述第一相变混合波导与所述第二相变混合波导的间距；
根据横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随对称耦合波导间距变化的情况优选的波导间距，不仅在实现第一相变混合波导与第二相变混合波导间隔距离可控的同时，以此作为波导间距，确保了第一相变混合波导与第二相变混合波导间隔实现对称耦合。
作为优选，所述步骤S4.2包括如下步骤：
S4.2.1、通过数值方法获得所述横电模式TE与所述横磁模式TM的耦合长度随波导宽度和相变材料的厚度变化的情况，确定出合适的波导宽度和相变材料厚度；
S4.2.2、在所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)的间隔区域处制作出第一脊形波导(311)，且让所述第一脊形波导(311)的两端弯曲，形成输入波导与输出波导的雏形，其波导宽度为所述步骤S4.2.1所获得的波导宽度；
S4.2.3、根据所述步骤S4.2.1所获的相变材料厚度，在所述第一脊形波导(311)上设置所述相变材料，进而形成含有第一输入波导(21)和第一输出波导(23)的所述第一相变混合波导(31)；
S4.2.4、在所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)的间隔区域，距离所述第一相变混合波导(31)为所述步骤S4.1所获得的波导间距处形成第二脊形波导(311)，并让所述第二脊形波导(311)两端呈现弯曲，形成输入波导与输出波导的雏形，且其波导宽度为所述步骤S4.2.1所获得的波导宽度；
S4.2.5、根据所述步骤S4.2.1所获的相变材料厚度，在所述第二脊形波导(321)上设置所述相变材料，获得与所述第一相变混合波导(31)互为镜面反射结构设置的，含有第二输入波导(22)和第二输出波导(24)的所述第二相变混合波导(32)；
进而在切换相变材料的相态时可以高性能地实现偏振分束功能，实现宽带操作。
作为优选，所述步骤S4.2.2中，让所述第一脊形波导的两端弯曲的过程和所述步骤S4.2.4中，让所述第二脊形波导两端呈现弯曲的过程均为根据弯曲损耗和弯曲波导间的耦合率随弯曲曲率半径变化的情况确定弯曲半径；进而所获得的分束器件，在偏振光分束的同时实现损耗降低。
附图说明
图1为本发明实施例的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器结构示意图；
图2为本发明实施例的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器截面图；
图3为本发明实施例的第一相变混合波导与第二相变混合波导耦合区截面模式示意图；
图4为本发明实施例中所提到的两个对称波导间距对耦合长度的影响图像；
图5为发明实施例中根据相变材料不同相态得到耦合波导最佳结构参数的计算图像；
图6为本发明实施例中弯曲曲率半径大小对弯曲损耗和耦合率的影响图像；
图7为本发明实施例中相变材料的锥型结构长度对输出光功率的影响；
图8为本发明实施例的相变材料Sb2Se3在非晶态和晶态时，横电TE模式和横磁模式TM的光场传播图像；
图9为本发明实施例提供的可重构偏振分束器可以实现宽带操作的证据；
图10为发明本实施例的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法流程图；
图11为本发明实施例方法中步骤S4流程图；
图12为本发明实施例中的步骤S4.2流程图。
其中，图中所标注的数字分别代表：
1、薄膜基座；11、本征区域；121、P型掺杂区域；122、N型掺杂区域；2、二氧化硅层；21、第一输入波导；22、第二输入波导；23、第一输出波导；24、第二输出波导；31、第一相变混合波导；311、第一脊形波导；312、第一相变层；32、第二相变混合波导；321、第二脊形波导；322、第二相变层；4、二氧化硅层；5、导电层；6、衬底；
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楚、完整地描述。
本发明实施例提供的一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，包括自下而上依次设置的衬底6、二氧化硅层4和薄膜基座1，其中，薄膜基座1上的平面区域被布置为本征区域11、P型掺杂区域121和N型掺杂区域122，P型掺杂区域121与N型掺杂区域122间隔设置，以实现PIN结结构，且位于P型掺杂区域121与N型掺杂区域122之间设置有第一相变混合波导31和第二相变混合波导32，第一相变混合波导31包含有第一输入波导21和第一输出波导23，第二相变混合波导32包含有第二输入波导22和第二输出波导24，除此之外，第一相变混合波导31和第二相变混合波导32均还包含有具有相同长度的定向波导，这两个定向波导组合形成一个定向耦合波导。P型掺杂区域121和所述N型掺杂区域122上分别设置有一用于实现电接收的导电层5。
本实施例中，第一输入波导21、第二输入波导22、第一输出波导23和第二输出波导24均为弯曲型波导结构，第一相变混合波导31与第二相变混合波导32呈互为镜面反射设置。
本实施例中，第一相变混合波导31包括第一脊形波导311和设置在第一脊形波导311上的第一相变层312；第二相变混合波导32包括第二脊形波导321和设置在第二脊形波导321上的第二相变层322，第一相变层312和第二相变层322均由相变材料制成。本实施例中的相变材料为Sb2Se3，薄膜基座1为硅薄膜，导电层5为金属层。
通过给金属层施加电压的方式，向PIN结施加适当的电流，基于PIN结的微加热器产生局部加热，实现相变材料Sb2Se3的相变。
本实施例的基于相变材料的可重构偏振分束器，其实现条件为当相变材料Sb2Se3为非晶态时，满足，
当相变材料为晶态时，满足，
其中p和q具有相反的奇偶性的整数，m为奇数，m、p和q的取值与两种模式在定向耦合波导中的耦合次数相关(见公式1-2)，Lc表示两种模式的耦合长度，上标‘Am’和‘Cr’分别表示相变材料为非晶态和晶态，L表示耦合区物理长度。两种模式在定向耦合区的耦合长度可以表示为，
其中Ns、Na表示两种模式的有效折射率，上标‘s’和‘a’分别表示对称模式和反对称模式，λ表示工作波长。
本实施例中，第一、第二脊型波导的高度均为200nm，薄膜基座1厚度为50nm。Sb2Se3和第一、第二脊型波导具有相同的宽度，宽度为410nm，定向耦合波导中的间距为120nm，相变材料的高度为60nm，弯曲波导的弯曲半径为5μm，锥形相变材料长度为2μm，输入和输出波导中无负载相变材料的脊形波导长度为1μm，定向耦合器区域长度为41.6μm。
采用Sb2Se3作为相变材料，采用入射光波长为1550nm时，Sb2Se3在非晶态和晶态下的折射率分别为3.285和4.050，并且在两态下具有极低的消光系数，将其负载在第一、第二脊型波导上方来调控横电模式TE与横磁模式TM在对称波导间的耦合行为。在基于PIN的加热器作用下，能够通过电加热使相变材料Sb2Se3在非晶态和晶态之间可逆的转换。当TE和TM模式从第一输入波导21输入时，在合适的结构参数和波导长度下，相变材料为非晶态时，TE模式从第二输出波导24输出，TM模式从第一输出波导23输出，实现分束功能；相变材料为晶态时，TE模式从第一输出波导23输出，TM模式从第二输出波导24输出，实现了可重构功能。
如图1所示，第一、第二相变混合波导对应的输入、输出和定向耦合波导均置于本征区域11的顶部表面，P型掺杂区121和N型掺杂区122分别位于定向耦合波导的两侧，且顶部设有金属层5。其中光沿着X轴方向传播。
图8表示了相变材料Sb2Se3在非晶态和晶态时，横电模式TE与横磁模式TM的光场传播情况，可以看出通过切换相变材料Sb2Se3的相态可以高性能地实现偏振分束功能。图9表示了在1540nm-1560nm波段，本实施例提供的可重构偏振分束器可以实现宽带操作。具体地，偏振分束器的串扰小于-10dB，插入损耗小0.6dB，在1550nm波长处，TE/TM模式在非晶态和晶态下的串扰分别为-34.8dB/-25.3dB和-30.3dB/-21.3dB，插入损耗为0.03dB/0.04dB和0.12dB/0.16dB。
本实施例的基于相变材料的可重构偏振分束器具有可重构特性以及结构紧凑、消光比高、插入损耗低以及能耗低等优点，具有非易失性，在片上光通信链路和互连网络中的偏振控制方面具有极大的应用潜力。
本实施例提供的一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，应用于本发明实施例所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，包括如下步骤：
S1、提供衬底6，在衬底6上制备二氧化硅层4；
S2、在二氧化硅层4上制备薄膜基座1；
S3、对薄膜基座1进行掺杂，形成间隔设置的P型掺杂区域121和N型掺杂区域122；
S4、在P型掺杂区域121与N型掺杂区域122的间隔区域设置第一相变混合波导31和第二相变混合波导32，并令第一相变混合波导31与第二相变混合波导32设置为互为镜面反射结构；
S5、在P型掺杂区域121和N型掺杂区域122上分别设置导电层5，以用于实现电能接收。
其中，步骤S1中的衬底6可以使用玻璃、硅或锗等材料制成。
步骤S4包括如下步骤：
S4.1、通过数值计算方法获得横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随对称耦合波导间距变化的情况，确定出合适的波导间距；
S4.2、在P型掺杂区域121与N型掺杂区域122的间隔区域处制作第一相变混合波导31和第二相变混合波导32，且令第一相变混合波导31与第二相变混合波导32设置为互为镜面反射结构的同时，以步骤S4.1所获得的波导间距作为第一相变混合波导31与第二相变混合波导32的间距。
具体的，步骤S4.2包括如下步骤：
S4.2.1、通过数值计算方法获得横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随波导宽度和相变材料的厚度变化的情况，确定出合适的波导宽度和相变材料厚度；
S4.2.2、在P型掺杂区域121与N型掺杂区域122的间隔区域处制作出第一脊形波导311，且让第一脊形波导311的两端弯曲，形成输入波导与输出波导的雏形，其波导宽度为步骤S4.2.1所获得的波导宽度；
S4.2.3、根据步骤S4.2.1所获的相变材料厚度，在第一脊形波导311上设置相变材料，进而形成含有第一输入波导21和第一输出波导23的第一相变混合波导31；
S4.2.4、在P型掺杂区域121与N型掺杂区域122的间隔区域，距离第一相变混合波导31为步骤S4.1所获得的波导间距处形成第二脊形波导311，并让第二脊形波导311两端呈现弯曲，形成输入波导与输出波导的雏形，且其波导宽度为步骤S4.2.1所获得的波导宽度；
S4.2.5、根据步骤S4.2.1所获的相变材料厚度，在第二脊形波导321上设置相变材料，获得与第一相变混合波导31互为镜面反射结构设置的，含有第二输入波导22和第二输出波导24的第二相变混合波导32。
如图4所示，根据S4.1，通过计算横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随着对称的耦合波导间的距离变化的情况来确定合适的波导间距，选择间距为100-150nm。而后，，根据S4.2.1计算了横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随着硅波导宽度和相变材料的厚度变化的情况，优选的波导间距为120nm，如图5所示，圆圈处的值表示当相变材料为不同态时，分别满足公式(1)和公式(2)的结构参数，其中p和q取1到9的整数值，不同深度颜色的圆圈表示m为不同的奇数值，并且我们从中挑选出满足LAm＝LCr且误差最小的结构参数。优选地，相变混合波导中相变材料的厚度为60nm，脊形波导的宽度为410nm。
在本实施例，步骤S4.2.2中，让第一脊形波导311的两端弯曲的过程和步骤S4.2.4中，让第二脊形波导311两端呈现弯曲的过程均为根据弯曲损耗和弯曲波导间的耦合率随弯曲曲率半径变化的情况确定弯曲半径。
如图6所示，图6表示弯曲损耗和弯曲波导间的耦合率随弯曲半径变化的情况，由图可知当弯曲半径为5μm时，能够实现最佳效果，进而可令弯曲角度α为90°，如图1。
为了降低传输损耗，将相变材料延伸出定向耦合波导区域，并且采用锥形结构设计，如图7所示，展示了锥形相变材料的长度对归一化输出功率的影响，选择锥型结构长度为2μm。
进而，第一相变混合波导31和第二相变混合波导32形成了耦合波导，其两个输入和两个输出波导对称放置在定向耦合波导区两端，分为三部分：第一部分为无负载相变材料的脊形波导；第二部分为锥形结构相变材料的相变混合波导；第三部分为相变材料和脊形波导具有相同宽度，弯曲角度α为90°的相变混合波导。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对本实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，包括自下而上依次设置的衬底(6)、二氧化硅层(4)和薄膜基座(1)，其特征是：所述薄膜基座(1)上被布置为本征区域(11)、P型掺杂区域(121)和N型掺杂区域(122)，所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)间隔设置，且位于所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)之间设置有第一相变混合波导(31)和第二相变混合波导(32)，所述第一相变混合波导(31)包含有第一输入波导(21)和第一输出波导(23)，所述第二相变混合波导(32)包含有第二输入波导(22)和第二输出波导(24)，所述P型掺杂区域(121)和所述N型掺杂区域(122)上分别设置有一用于实现电接收的导电层(5)。
2.根据权利要求1所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，其特征是：所述第一输入波导(21)、所述第二输入波导(22)、所述第一输出波导(23)和所述第二输出波导(24)均为弯曲型波导结构，所述第一相变混合波导(31)与所述第二相变混合波导(32)呈互为镜面反射设置。
3.根据权利要求2所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，其特征是：所述第一相变混合波导(31)包括第一脊形波导(311)和设置在所述第一脊形波导(311)上的第一相变层(312)；所述第二相变混合波导(32)包括第二脊形波导(321)和设置在所述第二脊形波导(321)上的第二相变层(322)，所述第一相变层(312)和所述第二相变层(322)均由相变材料制成。
4.根据权利要求3所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，其特征是：所述相变材料包括Sb2Se3。
5.根据权利要求1所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，其特征是：所述薄膜基座(1)包括硅薄膜，所述导电层(5)包括金属层。
6.一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，其特征是：应用于如权利要求1-5中任意一项所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器，包括如下步骤：
S1、提供衬底(6)，在所述衬底(6)上制备二氧化硅层(4)；
S2、在所述二氧化硅层(4)上制备薄膜基座(1)；
S3、对所述薄膜基座(1)进行掺杂，形成间隔设置的P型掺杂区域(121)和N型掺杂区域(122)；
S4、在所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)的间隔区域设置第一相变混合波导(31)和第二相变混合波导(32)，并令所述第一相变混合波导(31)与所述第二相变混合波导(32)设置为互为镜面反射结构；
S5、在所述P型掺杂区域(121)和所述N型掺杂区域(122)上分别设置导电层(5)，以用于实现电能接收。
7.根据权利要求6所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，其特征是：所述步骤S1中的衬底(6)材质为玻璃、硅或锗。
8.根据权利要求7所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，其特征是：所述步骤S4包括如下步骤：
S4.1、通过数值方法获得横电模式TE与横磁模式TM的耦合长度随对称耦合波导间距变化的情况，确定出合适的波导间距；
S4.2、在所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)的间隔区域处制作第一相变混合波导(31)和第二相变混合波导(32)，且令所述第一相变混合波导(31)与所述第二相变混合波导(32)设置为互为镜面反射结构的同时，以所述步骤S4.1所获得的波导间距作为所述第一相变混合波导(31)与所述第二相变混合波导(32)的间距。
9.根据权利要求8所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，其特征是：所述步骤S4.2包括如下步骤：
S4.2.1、通过数值方法获得所述横电模式TE与所述横磁模式TM的耦合长度随波导宽度和相变材料的厚度变化的情况，确定出合适的波导宽度和相变材料厚度；
S4.2.2、在所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)的间隔区域处制作出第一脊形波导(311)，且让所述第一脊形波导(311)的两端弯曲，形成输入波导与输出波导的雏形，其波导宽度为所述步骤S4.2.1所获得的波导宽度；
S4.2.3、根据所述步骤S4.2.1所获的相变材料厚度，在所述第一脊形波导(311)上设置所述相变材料，进而形成含有第一输入波导(21)和第一输出波导(23)的所述第一相变混合波导(31)；
S4.2.4、在所述P型掺杂区域(121)与所述N型掺杂区域(122)的间隔区域，距离所述第一相变混合波导(31)为所述步骤S4.1所获得的波导间距处形成第二脊形波导(311)，并让所述第二脊形波导(311)两端呈现弯曲，形成输入波导与输出波导的雏形，且其波导宽度为所述步骤S4.2.1所获得的波导宽度；
S4.2.5、根据所述步骤S4.2.1所获的相变材料厚度，在所述第二脊形波导(321)上设置所述相变材料，获得与所述第一相变混合波导(31)互为镜面反射结构设置的，含有第二输入波导(22)和第二输出波导(24)的所述第二相变混合波导(32)。
10.根据权利要求9所述的基于相变材料的可重构硅基偏振分束器制作方法，其特征是：所述步骤S4.2.2中，让所述第一脊形波导(311)的两端弯曲的过程和所述步骤S4.2.4中，让所述第二脊形波导(311)两端呈现弯曲的过程均为根据弯曲损耗和弯曲波导间的耦合率随弯曲曲率半径变化的情况确定弯曲半径。
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| CN202310976130.8A CN117170121A (zh) | 2023-08-04 | 2023-08-04 | 一种基于相变材料的可重构硅基偏振分束器及其制作方法 |
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