[发明专利]波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器

权利要求书

1.波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：包括由下至上层叠的体铌酸锂衬底和多个波导层，各波导层均包括由下至上层叠的二氧化硅缓冲层、铌酸锂薄膜、至少一个光波导、行波电极、刻蚀后二氧化硅缓冲层和电磁屏蔽层，各波导层的所有光波导均对应与其位置相关的二维坐标，所有二维坐标形成波导矩阵，分别记载波导矩阵中各元素所对应的光波导的工作参数，不同波长光纤可根据需要耦合至对应位置的光波导，刻蚀后二氧化硅缓冲层底面刻蚀有与行波电极匹配的凹槽，各波导层按照层叠顺序依次制备，电磁屏蔽层由碳纳米材料制成，采用缓冲质子交换技术在铌酸锂薄膜层制作光波导。

2.根据权利要求1所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述工作参数包括光波导的波段和频率，各所述光波导的频率不同。

3.根据权利要求1所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述光波导的制备步骤包括：

步骤S11、在铌酸锂薄膜上镀二氧化硅膜，并进行光刻；

步骤S12、腐蚀二氧化硅膜；

步骤S13、缓冲质子交换：将经步骤S12处理后的铌酸锂晶体放置在石墨坩埚内，向石墨坩埚内倒入精确称量的苯甲酸和苯甲酸锂粉末，并将密封包装后的石墨坩埚内放置在质子交换炉内，加热使石墨坩埚内物质熔融，得到缓冲质子交换后的样品；

步骤S14、将步骤S13的样品置于360℃的温度环境下以进行退火，退火后通过抛光去除剩余的二氧化硅膜，得到光波导。

4.根据权利要求1或2或3所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述行波电极的制备步骤包括：

步骤S21、对铌酸锂薄膜依次进行匀胶和光刻；

步骤S22、采用Au材料对经步骤S21后的样品进行镀膜；

步骤S23、将经步骤S22后的样品放入丙酮溶液中，通过分离的方式去掉剩余的Au，从而制造出所需电极。

5.根据权利要求1或2或3所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述电磁屏蔽层的制备步骤包括：

步骤S31、将多壁碳纳米粉末加入曲拉通溶液，在研磨器中研磨后采用去离子水浸泡并搅拌，经单秒间隔超声后，再离心得到均匀稳定的多壁碳纳米管溶液；

步骤S32、将烧杯置于冷水浴中，分别将Ti3AlC2、LiF以及去离子水、浓盐酸放入烧杯中，并对烧杯进行密封处理后磁力搅拌；

步骤S33、用离子水反复洗涤步骤S32得到的LiF-HCl刻蚀后的悬浮液，直至悬浮液的pH为6；

步骤S34、将步骤S33获得的溶液除杂后进行离心处理，其上层清液就是单层或少层Ti3C2Tx胶体溶液；

步骤S35、将碳纳米管溶液与Ti3C2Tx胶体溶液根据不同比例混合，搅拌超声后采用真空抽滤工艺将混合溶液制备成薄膜，得到电磁屏蔽层。

6.根据权利要求1或2或3所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述铌酸锂薄膜采用基于高能氦离子注入和SiO2键合的Smart-Cut技术制备。

7.根据权利要求1或2或3所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述铌酸锂薄膜层厚度不大于500nm，所述波导层厚度不大于3um。

8.根据权利要求1或2或3所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：各所述行波电极具有引出端，各所述波导层均设置有露出行波电极引出端的缺口。

9.根据权利要求8所述的波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器，其特征在于：所述由下至上的各缺口形成逐层变小的阶梯状。