專利名稱：光波導(dǎo)正交集成光開關(guān)列陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光開關(guān)列陣，特別是一種光波導(dǎo)集成光開關(guān)列陣。
光開關(guān)列陣可以分為機(jī)械式光開關(guān)列陣和波導(dǎo)式光開關(guān)列陣。波導(dǎo)式光開關(guān)列陣根據(jù)其結(jié)構(gòu)原理可分為干涉型和內(nèi)全反射型兩種。常見的波導(dǎo)式內(nèi)全反射型光開關(guān)列陣是光遇到低折射率區(qū)即反射區(qū)產(chǎn)生全反射而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)從一個光波導(dǎo)向另一個光波導(dǎo)轉(zhuǎn)移。目前，根據(jù)上述情況制成的光波導(dǎo)集成光開關(guān)列陣，是由2組相交的光波導(dǎo)及其交叉點處的可控反射區(qū)構(gòu)成。這種光波導(dǎo)集成光開關(guān)列陣存在下述不足之處1．光開關(guān)單元分布不均勻，集中在晶片中央，其它大部分區(qū)域相對較空，不利于輔助結(jié)構(gòu)的展開，不利于散熱；2．2組光波導(dǎo)的交角較小，芯片成狹長狀，制作不方便。
本發(fā)明的目的是提供一種大交角的光開關(guān)單元分布均勻的集成光開關(guān)列陣。
本發(fā)明的目的是通過下述措施實現(xiàn)的2組光波導(dǎo)間的交角為90±10度，每個光開關(guān)單元的輸入光波導(dǎo)與輸出光波導(dǎo)的夾角間都連接一段偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)，在所述輸入光波導(dǎo)與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)的相交處分別布置可控反射區(qū)，能使傳輸光射入上述偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)內(nèi)。
所述2組光波導(dǎo)間的交角為90度。在每個輸出光波導(dǎo)與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)的相交處分別布置可控反射區(qū)，能使反向傳輸光射入偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)，則本光開關(guān)列陣可以雙向使用。
本發(fā)明由于采用2組光波導(dǎo)垂直相交組成的列陣有以下優(yōu)點1．結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高，相鄰輸入光波導(dǎo)和輸出光波導(dǎo)的距離小，在一塊3mm×3mm的晶片上可以輕松的實現(xiàn)10×10光開關(guān)列陣；2．光開關(guān)單元可重復(fù)性強(qiáng)，各個光開關(guān)單元是完全相同的，不存在不同位置的光開關(guān)單元的輸入光波導(dǎo)與輸出光波導(dǎo)曲率不同的情況；3．能夠方便的調(diào)整相鄰光波導(dǎo)的距離以配合與不同光纖的耦合；4．光開關(guān)列陣維護(hù)方便，當(dāng)某一光開關(guān)單元發(fā)生故障時，只需簡單的棄去這一列，其他光開關(guān)列陣仍可用；5．光開關(guān)單元在晶片上分布均勻，整個晶片得到了合理的利用，同時有利于輔助結(jié)構(gòu)展開，有利于散熱；6．2組光波導(dǎo)交角大，制作方便。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是光開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是小交角光波導(dǎo)集成光開關(guān)列陣結(jié)構(gòu)參考圖。
參照圖1、圖2，采用雙異質(zhì)結(jié)平板波導(dǎo)材料(GaAlAs)，從襯底開始由下到上依次為厚400μm的n+型GaAs襯底，厚2．0μm的n型GaAs過渡層，厚1.5μm的n型Ga0．7Al0．3As下限制層，厚0.8μm的i型GaAs波導(dǎo)層，厚1.5μm的i型Ga0.7Al0.3As上限層，厚0.1μm的i型GaAs保護(hù)層。光刻版按照1組光波導(dǎo)1和另1組光波導(dǎo)2垂直相交的，和在每個光開關(guān)單元的輸入光波導(dǎo)5與輸出光波導(dǎo)3的夾角間都連接一段偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)4的圖形；及在輸入光波導(dǎo)5與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)4的相交處分別布置反射區(qū)6的，同在輸出光波導(dǎo)3與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)4的相交處分別布置反射區(qū)7的圖形；以及反射區(qū)的控制電極圖形，進(jìn)行配套制作。第一次光刻出光波導(dǎo)圖形以光刻膠作掩膜腐蝕出高為1.2μm的脊波導(dǎo)。第二次光刻，用光刻膠作掩膜，留出反射區(qū)圖形，作Be離子注入形成P+區(qū)，注入深度1.6μm，形成p-i-n結(jié)注入?yún)^(qū)。蒸金鍺鎳背面電極(n+襯底)。正面蒸金電極，第三次光刻出電極圖形。以導(dǎo)電膠粘接底座，焊接電極引線，即制成光波導(dǎo)正交集成光開關(guān)列陣。
權(quán)利要求
1．一種光波導(dǎo)正交集成光開關(guān)列陣，包括2組相交的光波導(dǎo)[1、2]及其可控反射區(qū)[6]，其特征在于所述2組光波導(dǎo)[1、2]間的交角為90±10度，每個光開關(guān)單元的輸入光波導(dǎo)[5]與輸出光波導(dǎo)[3]的夾角間都連接一段偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)[4]，所述可控反射區(qū)[6]分別布置在能使傳輸光射入偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)[4]的輸入光波導(dǎo)[5]與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)[4]的相交處。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)正交集成光開關(guān)列陣，其特征在于所述2組光波導(dǎo)[1、2]間的交角為90度。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光波導(dǎo)正交集成光開關(guān)列陣，其特征在于在輸出光波導(dǎo)[3]與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)[4]的相交處分別布置能使反向傳輸光射入偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)[4]的可控反射區(qū)[7]。
全文摘要
光波導(dǎo)正交集成光開關(guān)列陣,2組光波導(dǎo)間的交角90±10度,每個光開關(guān)單元的輸入光波導(dǎo)與輸出光波導(dǎo)的夾角間都連接一段偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo),在輸入光波導(dǎo)與偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)的相交處分別布置可控反射區(qū)能使輸入光射入偏轉(zhuǎn)光波導(dǎo)。本列陣結(jié)構(gòu)緊著,集成度高,相鄰輸入和輸出光波導(dǎo)的距離小;各個光開關(guān)單元重復(fù)性強(qiáng);能夠方便的調(diào)整相鄰光波導(dǎo)的距離以配合與不同光纖的耦合;光開關(guān)單元在晶片上分布均勻,有利于輔助結(jié)構(gòu)展開和散熱,制作方便。
文檔編號G02B6/35GK1280304SQ0012184
公開日2001年1月17日 申請日期2000年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者王明華, 江曉清, 尹銳, 周強(qiáng), 李錫華 申請人:浙江大學(xué)半導(dǎo)體光電子技術(shù)與系統(tǒng)研究所