一种硅波导端面耦合结构及其制备方法技术

本公开提供了一种硅波导端面耦合结构，包括：硅衬底，硅衬底部分被刻蚀形成悬空结构，悬空结构用于避免模场泄漏至硅衬底中；下包层，位于硅衬底的表面上，下包层上刻蚀形成多个通孔，多个通孔用于为刻蚀硅衬底时提供通道；第一梯形波导，位于下包层的部分表面上，用于沿光的传输方向减小模场的尺寸；第二梯形波导，位于下包层的未设置第一梯形波导的表面上，第二梯形波导呈倒锥形；上包层，位于第二梯形波导上，用于将减小尺寸后的模场从上包层中耦合至第二梯形波导。本公开还提供了一种硅波导端面耦合结构的制备方法。面耦合结构的制备方法。面耦合结构的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种硅波导端面耦合结构及其制备方法


[0001]本公开涉及光纤通信与集成光学
，具体涉及一种硅波导端面耦合结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]移动应用、视频流和云服务推动了数据的巨大增长，现代电信行业迫切需要一些重大的技术进步。在过去的十年中，硅基光电技术已为电信和数据通信应用提供了许多低成本和高性能的组件。基于绝缘体上的硅(Silicon
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Insulator，SOI)材料的硅波导由于芯层和包层的大折射率差，其截面尺寸可以控制在在数百纳米量级，弯曲半径则可小至数微米，十分利于实现片上光电子器件的大规模集成化。然而，典型的SOI波导的模场面积在0.1平方微米量级，而普通的单模光纤的模场面积在100平方微米量级，光纤与波导的模场相差很大，存在严重的模场失配，导致光纤与硅波导之间的耦合效率很低，引入的损耗很大。
[0003]为了提高硅波导与光纤的耦合效率，常见的解决方案包括光栅耦合和端面耦合。光栅耦合结构的耦合效率一般较低，而且由于衍射原理的限制使其对于波长和偏振的敏感性较高；光栅结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅波导端面耦合结构，其特征在于，包括：硅衬底，所述硅衬底部分被刻蚀形成悬空结构，所述悬空结构用于避免模场泄漏至所述硅衬底中；下包层，位于所述硅衬底的表面上，所述下包层上刻蚀形成多个通孔，所述多个通孔用于为刻蚀所述硅衬底时提供通道；第一梯形波导，位于所述下包层的部分表面上，用于沿光的传输方向减小所述模场的尺寸；第二梯形波导，位于所述下包层的未设置所述第一梯形波导的表面上，所述第二梯形波导呈倒锥形；上包层，位于所述第二梯形波导上，用于将减小尺寸后的所述模场从所述上包层中耦合至所述第二梯形波导。2.根据权利要求1所述的硅波导端面耦合结构，其特征在于，所述第一梯形波导呈等腰梯形结构，其沿光的传输方向的波导宽度逐渐减小。3.根据权利要求1所述的硅波导端面耦合结构，其特征在于，所述第二梯形波导的层厚为纳米级。4.根据权利要求3所述的硅波导端面耦合结构，其特征在于，所述第二梯形波导呈等腰梯形结构，其沿光的传输方向的波导宽度逐渐增大。5.根据权利要求1所述的硅波导端面耦合结构，其特征在于，所述第一梯形波导和所述上包层由二氧化硅或氮氧化硅构成。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，付鑫，杨林，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：