基于MZI结构的二氧化硅波导模式选择开关

设计并且制备了一种基于马赫-曾德尔干涉仪结构的二氧化硅波导模式选择开关。该器件由不对称定向耦合器及金属电极组成。通过金属电极产生的热场改变单模波导中的模式相位，实现了单模波导中E₀₀模式向多模波导中E₁₀模式的转换。器件采用标准CMOS工艺制备，在调制臂两侧引入空气槽，提高热场调制效率，降低开关功耗。实验结果表明，当输入E₀₀模式时，输出端的串扰小于-17.13 dB，消光比大于16.7 dB；当输入E₁₀模式时，输出端的串扰小于-19.84 dB，消光比大于22.5 dB。模式开关的上升时间和下降时间分别为0.7 ms和1 ms。该模式选择开关在模分复用系统中具有良好的应用前景。