熱熔融自回流方法制備硫化物玻璃非線性集成光學波導（特邀）

齊人鐸，翟彥芬，張巍，3，黃翊東，3

（1 清華大學電子工程系，量子信息前沿科學中心，北京市未來芯片技術高精尖創(chuàng)新中心，北京信息科學與技術國家研究中心，北京 100084）

（2 奧地利半導體實驗室，A 9524 Villach，Austria）

（3 北京量子信息科學研究院，北京 100193）

0 引言

集成光學的概念在20 世紀60 年代被首次提出，通過將光學器件集成在芯片上，使其具有體積小、穩(wěn)定性高、功耗低等優(yōu)勢。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，集成光學領域已經(jīng)取得極大進展。在集成光學器件中引入非線性光學過程，實現(xiàn)光子的產(chǎn)生和調控等功能，一直是集成光學的重要研究方向之一［1-3］。

硫化物玻璃是實現(xiàn)非線性集成光學器件的重要候選材料［4-7］。硫化物玻璃（Chalcogenide Glass，ChG）也稱硫系玻璃，是由硫系元素中的硫（S）、硒（Se）、碲（Te）這三種元素中的一種或多種，與其他的元素如砷（As）、鍺（Ge）、銻（Sb）等共價結合而形成的非晶態(tài)無機玻璃材料［4］。硫化物玻璃同時具有高非線性折射率與低雙光子吸收的特點［8］，具有優(yōu)良的三階非線性光學特性。另一方面，其較高的線性折射率與較低的聲速可以使光學模式與聲學模式同時限制在硫化物玻璃波導中［9］，便于實現(xiàn)高效率的光聲相互作用。因此，硫化物玻璃被廣泛地應用于各種非線性集成光學器件的研究。但是，與在集成光學中常用的二氧化硅玻璃和晶體硅材料相比，硫化物玻璃的理化特性較為特殊［4，10-11］。硫化物玻璃的軟化點和熔融點普遍比較低，硬度偏軟且材質脆易碎裂，并且易受堿性溶液腐蝕，這些特性使得傳統(tǒng)的半導體微細加工工藝難以直接應用于硫化物玻璃集成光學器件的制備。……