硅基光子晶体波导器件制备研究

本申请利用固液气三相生长法在硅衬底上定向硅棒(柱)阵列的制备技术、硅棒扩散掺杂或包覆金属膜工艺技术等，结合光子晶体的理论，设计制备硅基及包覆金属薄膜的二维硅基光子晶体及波导器件。通过沉积、掩膜、光刻、刻蚀等工艺在硅衬底上制备具有二维光子晶体结构图案的金薄膜；用固-液-气三相生长的方法，在金图案上生长出硅棒（柱）阵列；这些硅棒（柱）按设计空间排列构成二维光子晶体。在光子晶体的设计和制备过程中可以引入线性缺陷形成波导，制备成光子晶体波导结构。通过对硅棒的掺杂或通过表面修饰在硅棒阵列表面包覆一层金属膜，制备出金属性光子晶体波导。填入液晶等背景材料，利用液晶折射率的各向异性和在电场下的取向性制备出可电学调制的金属光子晶体波导。通过理论和实验研究它们的各种光学特性。该器件的制备技术可适用于多种二维光子晶体器件的制备如分波器、位相控制器等。该研究具有重要的研究意义和实用前景。