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第三章基于PLC技术的光网络器件

张敏明：mmz@hust.edu

万助军：zhujun.wan@gmail

华中科技大学光电学院

第三章基于PLC技术的光网络器件

第三章基于技术的光网络器件

PLC

3.1PLC技术简介

3.1PLC技术简介

3.2Y分支器

3.2Y分支器

3.3定向耦合器

3.3定向耦合器

3.4多模干预耦合器

3.4多模干预耦合器

3.5热光开关

3.5热光开关

什么PLC技术？

什么PLC技术？

PLC〔PlanarLightwaveCircuit，平面光路〕―在平面衬底材料上制

作芯层/包层波导结构，并以波导构成各种回路或者功能器件。

平面光波导材料

平面光波导材料

平面光波导材料

平面光波导材料

折射率芯层/包层损耗@1550nm耦合损耗

材料

@1550nm折射率差(dB/cm)(dB/端面)

LiNbO2.20~0.5%0.51

3

InP3.20~3%35

SiO1.450~4%0.050.25

2

SOI3.570%0.10.5

Polymer1.3~1.70~35%0.10.1

Glass1.450~0.5%0.050.1

Ø铌酸锂波导是通过在铌酸锂晶体上扩散Ti离子形成波导，波导结构为扩散型。

ØInP波导以InP为称底和下包层，以InGaAsP为芯层，以InP或者InP/空气为上包层，波导结构

为掩埋脊形或者脊形。

Ø二氧化硅波导以硅片为称底，以不同掺杂的SiO2材料为芯层和包层，波导结构为掩埋矩形。

ØSOI波导是在SOI基片上制作，称底、下包层、芯层和上包层材料分别为Si、SiO2、Si和空气，

波导结构为脊形。

Ø聚合物波导以硅片为称底，以不同掺杂浓度的Polymer材料为芯层，波导结构为掩埋矩形。

Ø玻璃波导是通过在玻璃材料上扩散Ag离子形成波导，波导结构为扩散型。

SiO/Si光波导工艺

SiO/Si光波导工艺

2

2

1.采用火焰水解法〔FHD〕或者化学气相淀积工艺〔CVD〕，在硅片上生长一层

SiO2，其中掺杂磷、硼离子，作为波导下包层，如图〔b〕所示；

2.采用FHD或者CVD工艺，在下包层上再生长一层SiO2，作为波导芯层，其中掺杂锗

离子，获得需要的折射率差，如图〔c〕所示；

3.通过退火硬化工艺，使前面生长的两层SiO2变得致密均匀，如图〔d〕所示；

4.进行光刻，将需要的波导图形用光