一种6×6阵列的光波导开关的制作方法

本技术涉及一种6×6光波导阵列开关，属于光电子。

背景技术：

1、随着网络传输数据的爆炸式增长，传统光电交换技术面临着难以进一步提升交换速率、如何继续扩大容量以及降低功耗等挑战。光学互联技术的开发与应用则大大拓展了通信带宽、提高了交换速率，同时也避免了光电转换所带来的巨大的能耗问题。光开关是光学互联元件中的关键部分，是现代光传输网络向着更高速和更大容量发展的重要元器件之一。光开关类型可大致分为基于光干涉原理的马赫曾德尔干涉仪型(参见文献：design andmatrix analysis of optical switch with multicast function using general mzi.optik 2017, 138, 166–174.)和微环谐振器原理型(参见文献：reconfigurable electro-optic logic circuits using microring resonator-based optical switch array.ieee photonics j. 2016, 8 (2), 1–8.)的光波导开关类型。它们主要通过电光调制对干涉臂施加电压引起的折射率变化进而形成相位差，但是都需要很大的功耗来保持某一种开关状态致使该器件具有易失性。

2、近年来，相变材料非易失性集成光波导器件中得到广泛的运用，其无需外部持续供能亦能够保持当前的状态。将相变材料沉积在波导上形成复合波导，可以通过热、光或电诱导，使得相变材料在非晶态和晶态之间进行可逆切换，利用在这过程中相变材料展现出巨大的折射率差异来改变光信号的传播路径。将相变材料用于光波导开关的相移单元取代干涉臂，制作可重构的模式复用光波导开关单元器件的方法已见报道。如文献报道了一种利用相变材料薄膜与硅基结合的1×4光波导开关的结构（参见文献：ge 2 sb 2 se 4 te 1-assisted non-volatile silicon mode selective switch. opt. mater. express2022, 12 (7), 2584.），这一结构包含四根长波导，其中基模波导为含多处弯曲区域的弯曲波导，加大了器件的制作难度，也因此限制了此类光开关的复用与集成度。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种基于相变薄膜的6×6光开关，具有6通道选择输入、6通道选择输出。

2、实现本实用新型发明目的的技术方案是提供一种6×6阵列的光波导开关，它由6根长的硅波导和13根短的相变薄膜波导构成阵列光开关；6根硅波导两两分别组成上行、中行和下行各两个输入端口和两个输出端口；单根硅波导在长度方向为直波导段和弯曲波导段相间，相变复合波导为直波导；相变薄膜波导位于相邻两根平行设置的硅波导的直波导段中间，光波导阵列呈双轴对称结构。

3、本实用新型提供的6×6型模式复用光开关结构器件，通过相变复合波导上的相变材料相态实现六进-六出的多通道选择输入、选择输出及模式任意切换功能，克服了现有单进-单出、单进-多出波导复用性光开关在复用方面存在的不足，具有选路输出、切换速率快等特点。

4、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

5、1、本实用新型将条形si波导和硫族化合物相变薄膜刻蚀沉积于sio2衬底之上形成六进-六出的波导式光开关，整个光波导开关采用双轴对称结构，大大降低了制作难度，提高了效率。

6、2、光波导开关中有13根复合波导，通过改变13根复合波导上相变薄膜的相态，可任意控制光的输出，实现36路光信号的通断，具有高度的集成性。

技术特征：

1.一种6×6阵列的光波导开关，其特征在于：它由6根长的硅波导和13根短的相变薄膜波导构成阵列光开关；6根硅波导两两分别组成上行、中行和下行各两个输入端口和两个输出端口；单根硅波导在长度方向为直波导段和弯曲波导段相间，相变复合波导为直波导；相变薄膜波导位于相邻两根平行设置的硅波导的直波导段中间，光波导阵列呈双轴对称结构。

技术总结
本技术公开了一种6×6阵列的光波导开关。在二氧化硅衬底上沉积刻蚀6根长的硅波导和13根短的相变薄膜波导构成阵列光开关；6根硅波导两两分别组成上行、中行和下行各两个输入端口和两个输出端口；硅波导包括相间分布的直波导段和弯曲波导段，相变复合波导为直波导；相变薄膜波导位于相邻两根平行设置的硅波导的直波导段中间，光波导阵列呈双轴对称结构。本技术提供的光波导开关有6个输入端口和6个输出端口，可在任意端口输入、任意端口输出。本技术提供的光波导开关具有多路输出、集成度高、切换速率高等特点。

技术研发人员：张桂菊,高雪松,王笑笑,吴迪
受保护的技术使用者：光芯互连（苏州）科技有限公司
技术研发日：20231229
技术公布日：2024/9/23