光斑尺寸转换器及其制造方法技术

一种光斑尺寸转换器及其制造方法。该斑尺寸转换器包括：第一波导，该第一波导包括第一芯层，该第一波导传播光；以及，第二波导，该第二波导包括第二芯层并且被设置在第一波导上，该第二波导传播光。第一波导和第二波导在波导方向上延伸。沿着波导方向连续地设置有第一区域和第二区域。在第一区域中，第二波导在横截面中具有锥形形状，其随着远离第一波导而变得更窄。第二波导的侧表面与第二波导的底表面之间的角度为60

【技术实现步骤摘要】
光斑尺寸转换器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种光斑尺寸转换器及制造其的方法。

技术介绍

[0002]日本专利申请特开No.2002-519842公开了一种用于转换光的光斑尺寸的光斑尺寸转换器。

技术实现思路

[0003]光斑尺寸转换器具有例如光传播通过的两个波导。因此，光在波导之间转移。然而，波导之间的耦合弱，并且光的转换效率可能降低。因此，本公开的目的是提供一种能够提高转换效率的光斑尺寸转换器及制造其的方法。
[0004]根据本公开的光斑尺寸转换器包括：第一波导，该第一波导包括第一芯层，该第一波导传播光；以及，第二波导，该第二波导设置在第一波导的上方并包括第二芯层，该第二波导传播光。第一波导和第二波导在波导方向上延伸。沿着波导方向连续地设置有第一区域和第二区域。在第一区域中，第二波导在横截面中具有锥形形状，其随着远离第一波导而变得更窄。第二波导的侧表面与第二波导的底表面之间的角度为60
°
或更小。
[0005]根据本公开的制造光斑尺寸转换器的方法包括以下步骤：以此顺序形成第一波导和第二波导；以及蚀刻第二波导以在横截面中形成锥形形状，其随着远离第一波导而变得更窄。第二波导的侧表面与第二波导的底表面之间的角度为60
°
或更小。
附图说明
[0006]图1A是说明根据第一实施例的光斑尺寸转换器的横截面图。
[0007]图1B是说明根据第一实施例的光斑尺寸转换器的横截面图。
[0008]图1C是说明根据第一实施例的光斑尺寸转换器的横截面图。
[0009]图2A是说明光斑尺寸转换器的横截面图。
[0010]图2B是说明光斑尺寸转换器的横截面图。
[0011]图2C是说明光斑尺寸转换器的横截面图。
[0012]图3A是说明光斑尺寸转换器的横截面图。
[0013]图3B是说明光斑尺寸转换器的横截面图。
[0014]图4是示出转换效率的计算结果的图。
[0015]图5A是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0016]图5B是说明制造光斑尺寸转换器的方法的平面图。
[0017]图5C是说明制造光斑尺寸转换器的方法的平面图。
[0018]图6A是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0019]图6B是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0020]图7A是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0021]图7B是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0022]图8是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0023]图9A是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0024]图9B是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0025]图9C是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0026]图10A是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0027]图10B是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0028]图10C是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0029]图11A是说明制造光斑尺寸转换器的方法的横截面图。
[0030]图11B是说明制造光斑尺寸转换器的方法的平面图。
[0031]图11C是说明制造光斑尺寸转换器的方法的平面图。
[0032]图12是说明根据第二实施例的光斑尺寸转换器的横截面图。
具体实施方式
[0033]首先，将通过枚举来描述本公开的实施例的内容。
[0034]本公开的实施例是(1)一种光斑尺寸转换器，包括：第一波导，其包括第一芯层，该第一波导传播光；以及第二波导，其包括第二芯层并被设置在第一波导上，该第二波导传播光。第一波导和第二波导在波导方向上延伸。沿波导方向连续布置有第一区域和第二区域。在第一区域中，第二波导在横截面具有锥形形状，其随着远离第一波导而变得更窄。第二波导的侧表面与第二波导的底表面之间的角度为60
°
或更小。因此，提高了第一芯层和第二芯层之间的光的转换效率。
[0035](2)第二波导可以包括设置在第一芯层和第二芯层之间的第一包覆层。第二芯层和第一包覆层被包括在横截面中的锥形形状中。与在第二波导的矩形部分中包括第一包覆层的情况相比，第一包覆层的有效折射率增加。因此，提高了转换效率。
[0036](3)第二波导可以包括设置在第二芯层上的第二包覆层，并且第一区域中的第二包覆层可以比第二区域中的第二包覆层薄，或者第二包覆层可以不一定设置在第一区域中。由于第二覆盖层的有效折射率减小，因此转换效率提高。
[0037](4)第一波导可以具有锥形部分，其中第一波导的宽度从第一区域到第二区域减小。第二波导可以具有锥形部分，其中第二波导的宽度从第二区域到第一区域减小。波导之间的光的转换效率得以提高。此外，由于第一波导的宽度减小，光被切断。
[0038](5)第一区域可以在与第二区域相反的一侧上具有光的输入/输出表面。从输入/输出表面输入的光可以以高转换效率从第一波导转移到第二波导。此外，通过第二波导传播的光以高转换效率被转移到第一波导，并且可以从输入/输出表面输出高强度的光。
[0039](6)本公开的实施例是一种制造光斑尺寸转换器的方法，包括以下步骤：以此顺序形成具有第一芯层的第一波导和具有第二芯层的第二波导；以及蚀刻第二波导以在横截面中形成锥形形状，该锥形形状随着远离第一波导而变得更窄。第二波导的侧表面与第二波导的底表面之间的角度为60度或更小。因此，提高了第一波导和第二波导之间的光的转换效率。
[0040](7)第二波导可以包括设置在第二芯层上的包覆层。包覆层可以包括蚀刻停止层。
蚀刻第二波导的步骤可以包括以下步骤：湿蚀刻包覆层直到暴露蚀刻停止层用于在包覆层中形成台面，以及干蚀刻台面和第二芯层，该台面包括包覆层。通过干蚀刻将包括包覆层的台面的形状传送到第二芯层，可以使第二芯层的横截面形状为锥形。
[0041](8)包覆层的台面可以在<0-11>方向上延伸。通过沿着<0-11>方向延伸，在湿蚀刻工艺之后，使包覆层的台面为锥形。通过干蚀刻将台面的形状传送到第二芯层，可以使第二芯层的横截面形状为锥形。
[0042]下面将参考附图描述根据本公开的光斑尺寸转换器及其制造方法的具体示例。应当注意，本专利技术不限于这些示例，而是由权利要求书指示，并且意图包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有修改。
[0043]第一实施例
[0044](光斑尺寸转换器)图1A至图3B是说明根据第一实施例的光斑尺寸转换器100的横截面图。在附图中，X轴方向(波导方向)是光沿其传播的方向，Y轴方向是波导的宽度的方向，Z轴方向是半导体层沿其堆叠的方向。这些轴彼此正交。各图中的虚线是示出下侧波导30(第一波导)与上侧波导32(第二波导)的边界的假本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光斑尺寸转换器，包括：包括第一芯层的第一波导，所述第一波导传播光；以及包括第二芯层并且被设置在所述第一波导上的第二波导，所述第二波导传播光，其中，所述第一波导和所述第二波导在波导方向上延伸，沿所述波导方向连续地设置有第一区域和第二区域，在所述第一区域中，所述第二波导在横截面中具有锥形形状，所述锥形形状随着远离所述第一波导而变得更窄，以及所述第二波导的侧表面与所述第二波导的底表面之间的角度为60
°
或更小。2.根据权利要求1所述的光斑尺寸转换器，其中，所述第二波导包括被设置在所述第一芯层和所述第二芯层之间的第一包覆层，以及所述第二芯层和所述第一包覆层在所述横截面中被包括在所述锥形形状中。3.根据权利要求1或2所述的光斑尺寸转换器，其中，所述第二波导包括被设置在所述第二芯层上的第二包覆层，以及所述第一区域中的所述第二包覆层比所述第二区域中的所述第二包覆层薄，或者所述第二包覆层中不被设置在所述第一区域中。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光斑尺寸转换器，其中，所述第一波导具有宽度从所述第一区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边昌崇，田中肇，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：