分光/合光元件及光子器件制造技术

提供一种分光/合光元件和光子器件。分光/合光元件包括依次设置的衬底、隔离层和第一波导层，第一波导层包括：第一脊凸部；两个第二脊凸部，两个第二脊凸部位于第一脊凸部的两侧，并且在第一脊凸部的纵向方向上与第一脊凸部错开地布置，第一脊凸部的宽度从远离两个第二脊凸部的第一宽端向靠近两个第二脊凸部的第一窄端呈现减小趋势，每个第二脊凸部的宽度从靠近第一脊凸部的第二窄端向远离第一脊凸部的第二宽端呈现增大趋势；以及两个连接部，其中一个连接部位于第一脊凸部和其中一个第二脊凸部之间并连接第一脊凸部和其中一个第二脊凸部，另一个连接部位于第一脊凸部和另一个第二脊凸部之间并连接第一脊凸部和所述另一个第二脊凸部。个第二脊凸部。个第二脊凸部。

【技术实现步骤摘要】
分光/合光元件及光子器件


[0001]本公开涉及光通信
，特别是涉及一种分光/合光元件及光子器件。

技术介绍

[0002]分光/合光元件，例如分光元件或合光元件，是一种能够使传输中的光信号在特殊结构区域内发生耦合作用，并对光功率进行分配或者合路的光无源器件。根据不同的耦合方式，可以分为定向耦合器型、多模干涉耦合器型以及Y分支型等类型。目前，分光/合光元件所适用的通光带宽大多在微米量级。
[0003]如何增大分光/合光元件的通光带宽，降低光损耗，一直是本领域技术人员的研发重点。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种分光/合光元件及光子器件，以增大分光/合光元件的通光带宽，降低光损耗。
[0005]根据本公开的一方面，提供了一种分光/合光元件，包括依次设置的衬底、隔离层和第一波导层，其中，第一波导层包括：
[0006]第一脊凸部；
[0007]两个第二脊凸部，两个第二脊凸部位于第一脊凸部的两侧，并且在第一脊凸部的纵向方向上与第一脊凸部错开地布置，其中，第一脊凸部的宽度从远离两个第二脊凸部的第一宽端向靠近两个第二脊凸部的第一窄端呈现减小趋势，每个第二脊凸部的宽度从靠近第一脊凸部的第二窄端向远离第一脊凸部的第二宽端呈现增大趋势；以及
[0008]两个连接部，其中一个连接部位于第一脊凸部和其中一个第二脊凸部之间并连接第一脊凸部和其中一个第二脊凸部，另一个连接部位于第一脊凸部和另一个第二脊凸部之间并连接第一脊凸部和所述另一个第二脊凸部。
[0009]在一些实施例中，所述其中一个连接部连接第一脊凸部的宽度减小部分和所述其中一个第二脊凸部的宽度增大部分，所述另一个连接部连接第一脊凸部的宽度减小部分和所述另一个第二脊凸部的宽度增大部分。
[0010]在一些实施例中，所述其中一个连接部的两端在纵向方向上分别与第一脊凸部的第一窄端和所述其中一个第二脊凸部的第二窄端对齐；及
[0011]所述另一个连接部的两端在纵向方向上分别与第一脊凸部的第一窄端以及所述另一个第二脊凸部的第二窄端对齐。
[0012]在一些实施例中，所述的分光/合光元件还包括：
[0013]位于隔离层与第一波导层之间的第二波导层，第二波导层呈平板状延伸并且与第一波导层构成一体连接的脊波导结构。
[0014]在一些实施例中，第一脊凸部包括沿远离第一宽端的方向依次设置的第一等宽部分、宽度减小部分和第二等宽部分；以及
[0015]每个第二脊凸部包括沿远离第二窄端的方向依次设置的第三等宽部分、宽度增大部分和第四等宽部分。
[0016]在一些实施例中，宽度减小部分的宽度呈线性或非线性地逐渐减小，以及，宽度增大部分的宽度呈线性或非线性地逐渐增大。
[0017]在一些实施例中，第一脊凸部包括沿远离第一宽端的方向依次设置的第一等宽部分和宽度减小部分；以及
[0018]每个第二脊凸部包括沿远离第二窄端的方向依次设置的宽度增大部分和第四等宽部分。
[0019]在一些实施例中，两个第二脊凸部彼此相同并且相对于第一脊凸部对称布置。
[0020]在一些实施例中，第一脊凸部关于其纵向轴线轴对称，每个第二脊凸部关于其各自的纵向轴线呈轴对称；或者
[0021]第一脊凸部关于其纵向轴线轴对称，每个第二脊凸部呈非轴对称形状。
[0022]在一些实施例中，每个连接部呈平板状；或者，每个连接部呈梯形，包括沿平行于第一脊凸部的纵向方向依次设置的上坡过渡部分、坡顶平面部分和下坡过渡部分。
[0023]在一些实施例中，所述的分光/合光元件还包括：位于第一波导层的远离隔离层的一侧的覆盖层。
[0024]在一些实施例中，分光/合光元件用作分光元件，第一脊凸部用作光输入部，两个第二脊凸部分别用作光输出部，或者
[0025]分光/合光元件用作合光元件，两个第二脊凸部分别用作光输入部，第一脊凸部用作光输出部。
[0026]根据本公开的另一方面，提供了一种光子器件，包括前述任一实施例所述的分光/合光元件。
[0027]在本公开实施例中，第一脊凸部和第二脊凸部的宽度变化设计，不但可以引导光的传输路径，而且具有缓和调制模斑的作用，可以减少光传输损失。第一脊凸部和第二脊凸部之间没有直接连接而是通过连接部进行引导传输，这样，第一脊凸部和第二脊凸部彼此的结构依赖性减小，使得分光/合光元件对光波长的依赖性减小，可以适用更宽的波长范围。
[0028]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0029]在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
[0030]图1是相关技术中的一种分光元件的立体结构示意图；
[0031]图2是根据本公开一些实施例的分光/合光元件的立体结构示意图；
[0032]图3是图2所示实施例的分光/合光元件的俯视结构示意图；
[0033]图4是根据本公开另一些实施例的分光/合光元件的立体结构示意图；
[0034]图5A是根据本公开一些实施例的分光/合光元件用作分光元件时的模场分布仿真图；
[0035]图5B是根据本公开一些实施例的分光/合光元件用作分光元件时的通光效率与波长的对应关系曲线；
[0036]图6是根据本公开又一些实施例的分光/合光元件的俯视结构示意图；
[0037]图7是根据本公开再一些实施例的分光/合光元件的俯视结构示意图；及
[0038]图8是根据本公开一些实施例的光子器件的结构框图。
具体实施方式
[0039]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0040]如图1所示，相关技术中的一种分光元件001，包括大致呈矩形的干涉波导01、连接干涉波导01的一个侧边的输入直波导02、以及连接干涉波导01的与前述一个侧边相对的另一个侧边的两个输出直波导03。本公开的专利技术人在实现本公开实施例的过程中发现，此类分光元件001的干涉分光主要在干涉波导01内进行，对波导的结构设计和制作精度要求非常高，导致分光元件001所能够适用的光波长范围较窄，即分光元件001的通光带宽较窄，一般为几十纳米，工作时对光波长的依赖性明显。另外，由于分光元件001的上述结构特点，导致光传输损耗也比较大。
[0041]本公开实施例提供了一种分光/合光元件及光子器件，以增大分光/合光元件的通光带宽，降低光损耗。
[0042]如图2和图3所示，本公开一些实施例的分光/合光元件100包括依次设置的衬底101、隔离层102、第二波导层103和第一波导层104。分光/合光元件100具有相背设置的第一端面100a和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分光/合光元件，包括依次设置的衬底、隔离层和第一波导层，其中，第一波导层包括：第一脊凸部；两个第二脊凸部，两个第二脊凸部位于第一脊凸部的两侧，并且在第一脊凸部的纵向方向上与第一脊凸部错开地布置，其中，第一脊凸部的宽度从远离两个第二脊凸部的第一宽端向靠近两个第二脊凸部的第一窄端呈现减小趋势，每个第二脊凸部的宽度从靠近第一脊凸部的第二窄端向远离第一脊凸部的第二宽端呈现增大趋势；以及两个连接部，其中一个连接部位于第一脊凸部和其中一个第二脊凸部之间并连接第一脊凸部和其中一个第二脊凸部，另一个连接部位于第一脊凸部和另一个第二脊凸部之间并连接第一脊凸部和所述另一个第二脊凸部。2.根据权利要求1所述的分光/合光元件，其中，所述其中一个连接部连接第一脊凸部的宽度减小部分和所述其中一个第二脊凸部的宽度增大部分，所述另一个连接部连接第一脊凸部的宽度减小部分和所述另一个第二脊凸部的宽度增大部分。3.根据权利要求1所述的分光/合光元件，其中，所述其中一个连接部的两端在纵向方向上分别与第一脊凸部的第一窄端和所述其中一个第二脊凸部的第二窄端对齐；及所述另一个连接部的两端在纵向方向上分别与第一脊凸部的第一窄端以及所述另一个第二脊凸部的第二窄端对齐。4.根据权利要求1所述的分光/合光元件，还包括：位于隔离层与第一波导层之间的第二波导层，第二波导层呈平板状延伸并且与第一波导层构成一体连接的脊波导结构。5.根据权利要求1所述的分光/合光元件，其中，第一脊凸部包括沿远离第一宽端的方向依次设置的第一等宽部分、宽度减小部分和第二等宽部...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁寒潇，宋一品，周颖聪，巫海苍，毛文浩，宋时伟，孙维祺，俞清扬，
申请(专利权)人：南京刻得不错光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：