一种硅光光模斑模式转换器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种硅光光模斑模式转换器及其制造方法，包括二氧化硅悬臂、过渡波导、主波导、硅衬底、第一包层、第二包层、第三包层，所述第一包层置于所述硅衬底上方，所述主波导置于第一包层上方，所述主波导与过渡波导中间为第二包层，所述过渡波导上设置第三包层；所述二氧化硅悬臂接于过渡波导外侧，所述二氧化硅悬臂光路中心与所述过渡波导光路中心在同一纵向截面；所述二氧化硅悬臂宽度和厚度沿输入光路方向逐渐减小。可以解决硅基光电子芯片与光纤或激光器的光模斑不匹配，导致的耦合效率低的问题，能有效提高硅光芯片与外界光源/光纤的耦合效率。

【技术实现步骤摘要】
一种硅光光模斑模式转换器及其制造方法
本专利技术涉及一种硅光光模斑模式转换器及其制造方法，主要是一种利用片上集成型微透镜实现的硅光光模斑模式转换器，应用于硅光子集成领域。
技术介绍
随着近些年技术的进步，尺寸小、高集成度的光芯片成为未来发展趋势，综合成本与制造工艺成熟度，硅基光电子越来越可能成为未来主流的商用光子集成平台。传统的低折射率差光子集成平台，例如二氧化硅、磷化铟平台，由于其利用的光波导为弱限制光波导，其波导截面一般较大，且波导的弯曲半径也比较大（通常为几百微米至毫米量级），难以在单个晶圆上集成多个光学功能器件。硅基光电子技术，利用SOI（Silicon-on-insulator）晶圆工艺。该平台利用硅材料的高折射率，限制光波在硅波导材料中传输，由于硅波导的芯层和包层的折射率差很大，不仅实现了纳米尺度的强限制光波导，而且使得在该平台上的波导能够实现超小的弯曲半径（约5μm）。但是，硅波导的尺寸一般在亚微米量级，一般的单模光纤直径通常在8μm左右，如何实现硅波导与外置光源以及光纤的低损耦合慢慢成为了技术的难点和关键。<br>为了实现硅波导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅光光模斑模式转换器，其特征在于：包括二氧化硅悬臂、过渡波导、主波导、硅衬底、第一包层、第二包层、第三包层，所述第一包层置于所述硅衬底上方，所述主波导置于第一包层上方，所述主波导与过渡波导中间为第二包层，所述过渡波导上设置第三包层；/n所述二氧化硅悬臂接于过渡波导外侧，所述二氧化硅悬臂光路中心与所述过渡波导光路中心在同一纵向截面；/n所述二氧化硅悬臂宽度沿输入光路方向逐渐减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅光光模斑模式转换器，其特征在于：包括二氧化硅悬臂、过渡波导、主波导、硅衬底、第一包层、第二包层、第三包层，所述第一包层置于所述硅衬底上方，所述主波导置于第一包层上方，所述主波导与过渡波导中间为第二包层，所述过渡波导上设置第三包层；
所述二氧化硅悬臂接于过渡波导外侧，所述二氧化硅悬臂光路中心与所述过渡波导光路中心在同一纵向截面；
所述二氧化硅悬臂宽度沿输入光路方向逐渐减小。


2.根据权利要求1所述的硅光光模斑模式转换器，其特征在于：所述二氧化硅悬臂在其宽度方向设置为台阶状。


3.根据权利要求1所述的硅光光模斑模式转换器，其特征在于：所述二氧化硅悬臂在其高度方向设置为台阶状。


4.根据权利要求1所述的硅光光模斑模式转换器，其特征在于：所述过渡波导两端横截面为倒锥形，所述主波导接近过渡波导的一端横截面为倒锥形。


5.根据权利要求4所述的硅光光模斑模式转换器，其特征在于：所述主波导为硅波导，所述过渡波导折射率范围在1.445-3.42之间。


6.根据权利要求5所述的硅光光模斑模式转换器，其特征在于：所述过渡波导为氮化硅或氮氧化硅。


7.根据权利要求1所述的硅光光模斑模式转换器，其特征在于：所述二氧化硅悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱云鹏，田斌，黄小伟，夏晓亮，
申请(专利权)人：杭州芯耘光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33