1.一种集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在衬底(1)上表面通过电子束曝光或者光刻以及ICP刻蚀工艺制备出多端口光波导、1×2第一光分束器、1×2第二光分束器、路由光波导(2)及其光耦合输入端(6);所述多端口光波导由N个锥形输入光波导(3)和一个中心多模光波导(4)组成,其中N为偶数且大于等于4;
S2:在所述路由光波导(2)和所述多端口光波导上沉积低折射率材料层(14),然后利用化学机械抛光技术,实现所述路由光波导(2)和所述多端口光波导表面以及两侧平坦化;
S3:在平坦化后的所述多端口光波导上表面转移二硫化钼薄膜材料层(901);
S4:将片状氮化硼薄膜材料层(902)、黑鳞薄膜材料层(903)机械转移至所述二硫化钼薄膜材料层(901)上表面,利用电子束曝光或者光刻以及氧等离子刻蚀工艺,除去多余二硫化钼薄膜材料层(901)、氮化硼薄膜材料层(902)和黑鳞薄膜材料层(903),形成低维材料异质结薄膜(9);
S5:在所述低维材料异质结薄膜两侧沉积金属材料层,形成第一正电极(10)、第二正电极(11)、第一负电极(12)和第二负电极(13)。
2.根据权利要求1所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,在所述S3中,还在平坦化后的所述路由光波导(2)上表面转移石墨烯薄膜材料层;
在所述S4中,还除去多余的所述石墨烯薄膜材料层形成石墨烯电阻区域;
在所述S5中,在各所述1×2第二光分束器(7)和与其连接的各所述锥形输入光波导(3)的输入端之间的所述路由光波导(2)上,所述石墨烯电阻区域还形成石墨烯电阻加热器(8)。
3.根据权利要求1所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,制备得到的光电探测器包括:衬底(1),路由光波导(2)和多端口光波导均形成于所述衬底(1)上;1×2第一光分束器(5)设置在所述路由光波导(2)的光耦合输入端(6),每两个所述锥形输入光波导(3)的输入端连接一个1×2第二光分束器(7),各所述1×2第二光分束器(7)分别与所述1×2第一光分束器(5)连接;低维材料异质结薄膜(9)覆盖在所述多端口光波导的表面,第一正电极(10)、第二正电极(11)、第一负电极(12)和第二负电极(13)部分覆盖在所述低维材料异质结薄膜(9)的四周,且第一正电极(10)和第二正电极(11)相对所述中心多模光波导(4)对角设置,第一负电极(12)和第二负电极(13)相对所述中心多模光波导(4)对角设置;所述低维材料异质结薄膜(9)与所述中心多模光波导(4)的传输方向垂直设置。
4.根据权利要求1所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,所述低维材料异质结薄膜(9)由自下而上依次覆盖的二硫化钼薄膜材料层(901)、氮化硼薄膜材料层(902)和黑鳞薄膜材料层(903)组成。
5.根据权利要求4所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,所述二硫化钼薄膜材料层(901)的厚度为1nm 20nm,带隙变化范围为1.2eV~
1.8eV;
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所述黑鳞薄膜材料层(903)的厚度为1nm 20nm,带隙变化范围为0.3eV 1eV。
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6.根据权利要求1、3至5中任一项所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,在各所述1×2第二光分束器(7)和与其连接的各所述锥形输入光波导(3)的输入端之间的所述路由光波导(2)上,还分别设置有石墨烯电阻加热器(8)。
7.根据权利要求6所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,各所述石墨烯电阻加热器(8)分别距离所述路由光波导200nm‑3000nm。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,所述路由光波导(2)和所述多端口光波导的材料均为在400‑
4000nm光波段范围具有低传输损耗的材料。
9.根据权利要求8所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,所述路由光波导(2)和所述多端口光波导的材料均为氮化硅材料、铌酸锂材料或氮化铝材料。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的集成有多端口光波导的低维材料异质结光电探测器的制备方法,其特征在于,所述第一正电极(10)、所述第二正电极(11)、所述第一负电极(12)以及所述第二负电极(13)距离所述路由光波导(2)和所述多端口光波导的最小间距均大于900nm。