[发明专利]一种多层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器

权利要求书

1.一种三层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，其特征在于：电光调制下，由衬底层(1)、包覆层(2)、第三层波导芯层(3)、第二层波导芯层(4)、第一层波导芯层(5)、金属电极及其连接线(6)、介质孔(7)、N型掺杂区(8)和P型掺杂区(9)组成；

由底层向上排列顺序依次为衬底层(1)、包覆层(2)、第三层波导芯层(3)、包覆层(2)、第二层波导芯层(4)、包覆层(2)、第一层波导芯层(5)、金属电极及其连接线(6)，并且第一层波导芯层(5)、第二层波导芯层(4)、第三层波导芯层(3)刻蚀后的空间均由包覆层(2)填充；第一层波导芯层(5)、第二层波导芯层(4)、第三层波导芯层(3)均为脊型结构；

通过采用弯曲波导连接方式使得第一层波导芯层(5)、第二层波导芯层(4)和第三层波导芯层(3)设置有信号交互单元，在信号交互单元存在层间定向耦合效果；在第二层波导芯层(4)与第三层波导芯层(3)之间设置有2处信号交互单元，在第一层波导芯层(5)与第二层波导芯层(4)之间设置有1处信号交互单元，金属电极及其连接线(6)位于信号交互单元正上方包覆层(2)的上表面；在信号交互单元内，第二层波导芯层(4)的左侧脊表面为N型掺杂区(8)，右侧脊表面为P型掺杂区(9)；第一层波导芯层(5)的左侧脊表面为N型掺杂区(8)，右侧脊表面为P型掺杂区(9)；对N型掺杂区(8)和P型掺杂区(9)所在位置正上方的包覆层(2)进行打孔，填充导电金属得到介质孔(7)；第一层波导芯层(5)和第二层波导芯层(4)的P型掺杂区(9)通过介质孔(7)连接到金属电极及其连接线(6)，作为正电极用于连接外部电压；第一层波导芯层(5)和第二层波导芯层(4)的N型掺杂区(8)通过介质孔(7)连接到金属电极及其连接线(6)，作为负电极用于连接外部电压。

2.一种三层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，其特征在于：热光调制下，由衬底层(1)、包覆层(2)、第三层波导芯层(3)、第二层波导芯层(4)、第一层波导芯层(5)、金属电极及其连接线(6-1)和(6-2)组成；

由底层向上排列顺序依次为衬底层(1)、包覆层(2)、第三层波导芯层(3)、包覆层(2)、第二层波导芯层(4)、包覆层(2)、金属电极及其连接线(6-2)、第一层波导芯层(5)和金属电极及其连接线(6-1)，且第一层波导芯层(5)、第二层波导芯层(4)、第三层波导芯层(3)所在层刻蚀后的空间由包覆层(2)填充；第一层波导芯层(5)、第二层波导芯层(4)、第三层波导芯层(3)均为条形结构；

通过采用弯曲波导连接的方式使得第一层波导芯层(5)、第二层波导芯层(4)和第三层波导芯层(3)设置有信号交互单元，在信号交互单元存在层间定向耦合效果；在第二层波导芯层(4)与第三层波导芯层(3)之间设置有2处信号交互单元，在第一层波导芯层(5)与第二层波导芯层(4)之间设置有1处信号交互单元，金属电极及其连接线(6-2)位于第二层波导芯层(4)与第三层波导芯层(3)之间2处信号交互单元正上方包覆层(2)内，用于给信号交互单元内的第二层波导芯层(4)进行加热；金属电极及其连接线(6-1)位于第一层波导芯层(5)与第二层波导芯层(4)之间1处信号交互单元正上方包覆层(2)的上表面，用于给信号交互单元内的第一层波导芯层(5)进行加热。

3.如权利要求1或2所述的一种三层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，其特征在于：衬底层(1)材料为二氧化硅、氮化硅、硅中的一种。

4.如权利要求1或2所述的一种三层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，其特征在于：包覆层(2)材料为二氧化硅、EpoCore、EpoClad、P(MMA-GMA)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚酯、聚苯乙烯中的一种。

5.如权利要求1或2所述的一种三层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，其特征在于：第三层波导芯层(3)、第二层波导芯层(4)和第一层波导芯层(5)材料为Si、FSU-8、SU-82002、SU-8 2005、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的一种。

6.如权利要求1或2所述的一种三层堆栈可重构光子集成信号交互耦合器，其特征在于：金属电极及其连接线材料为银、金、铝、铂中的一种或者多种组成的合金。