一种应用于硅光芯片的耦合结构制造技术

本申请提出一种耦合结构，包括设置在衬底上的至少两层氮氧化硅层，每一层氮氧化硅层在光输入端配合实现光的耦合。每一层氮氧化硅层沿着垂直于衬底平面的方向叠置，越接近衬底的氮氧化硅层中的氧原子数量与氮原子数量之比值越小。设计包层作为耦合结构的最外层结构，与衬底配合将光束限制在至少两层的氮氧化硅层中，在一些实施例中，包层采用二氧化硅材质。避开了超窄波导刻蚀精度要求高的难题，在维持原有的工艺精度条件下同时实现光波导与单模光纤之间的超低耦合损耗，不用提高刻蚀工艺精度，且该结构对光的能量强度和温度变化都不敏感，可以在恶劣环境下实现相当高的耦合效率、超高的带宽且偏振不敏感。超高的带宽且偏振不敏感。超高的带宽且偏振不敏感。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于硅光芯片的耦合结构


[0001]本申请涉及光纤通信领域，具体是一种应用于硅光芯片的耦合结构。

技术介绍

[0002]随着光网络传输速率的提升需求进一步加大，复杂的光传输系统越来越多的被应用在光网络中。硅材料因其高折射率而具有构建紧凑型光子器件的潜力，并且基于硅材料的光子器件与当前成熟和标准化CMOS工艺平台具有良好的兼容性，逐渐被应用于光子集成芯片中。光纤与硅光子集成光路的互联需求也逐步增多，并且光纤与光子集成芯片的耦合效果是影响系统性能的重要因素。专利技术人所知道的，光子集成芯片(即硅光芯片)的硅波导尺寸可以小到几十纳米至几百纳米，与其耦合的单模光纤(SMF)的典型直径约为125微米，单模光纤的纤芯直径接近10微米，因此，在单模光纤与硅波导之间存在较大的尺寸失配，而这种尺寸失配将会导致相当大的光传输损耗。
[0003]耦合器通常被用于解决光纤与硅波导之间的尺寸失配问题，其可以引导光实现模式转换，以解决上述问题。耦合器的设置方式主要有垂直耦合和边缘耦合两种。专利技术人所知道的垂直耦合多采用光栅耦合器，将光纤垂直放置在耦合器上方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于硅光芯片的耦合结构，其特征在于：包括衬底，以及设置于所述衬底上的至少两层氮氧化硅层与包层，所述至少两层氮氧化硅层中的每一层材料中的氧原子数量与氮原子数量之比均不相同，并且随着与所述衬底距离的增加材料中氧原子数量与氮原子数量之比增大；所述包层包覆于耦合结构外部，用于与衬底配合将光束限制在所述至少两层氮氧化硅层中。2.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于：直接耦合于所述衬底上的氮氧化硅层其含氧原子量为零。3.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于：所述至少两层氮氧化硅层中的每一层，距离所述衬底越近，其沿着光束传播方向的长度越长。4.根据权利要求1所述的耦合结构，其特征在于：设置于所述衬底上的氮氧化硅层为二至八层。5.根据权利要求1所述耦合结构，其特征在于：设置于所述衬底上的氮氧化硅层共四层，包括距离所述衬底由远到近的第一氮氧化硅层、第二氮氧化硅层、第三氮氧化硅层、第四氮氧化硅层，氮氧化硅层沿着光束传播方向的长度关系为所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：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：