光学器件、光学多路复用器件及其形成方法技术

一种光学器件包括沿着一个方向设置在相邻光学波导之间的光学隔离器。光学隔离器具有与至少一个光学波导不同的垂直尺寸或水平尺寸。垂直尺寸和水平尺寸大于至少一个波导的垂直尺寸和水平尺寸。在各个实施例中，光学隔离器的结构可以是平面结构、柱状周期性结构或格栅结构。光学隔离器的材料可以是金属材料或介电材料。在一些实施例中，光学隔离器和光学波导用于增强光学复用器件的性能。本申请的实施例还公开了一种形成光学器件的方法及光学多路复用器件。路复用器件。路复用器件。

【技术实现步骤摘要】
光学器件、光学多路复用器件及其形成方法


[0001]本申请的实施例涉及光学器件、光学多路复用器件及其形成方法。

技术介绍

[0002]光学隔离器是有益地减少或防止多个波导之间的光学干涉的结构。这种光学干涉可以包括穿过光学波导的光波之间的光学串扰。
[0003]光路通常包括与光学波导耦合在一起的多个光学器件。此外，诸如干涉仪或光学多路复用器等一些光学器件的操作取决于光学波导的设计和结构。在这样的结构中，多个波导可以集成在微米/纳米尺寸光学芯片的小区域中。光学隔离器是用于保护波导免受有害干涉的光学结构，特别是在多个波导集成在小区域中的情况下。因此，光学隔离器可以将一个光学元件与另外的光学元件光学隔离。光学隔离器的效率取决于结构的材料和设计。更高的效率有利于通过减小光学波导之间的距离来使光学芯片的尺寸小型化。

技术实现思路

[0004]根据本申请的实施例的一个方面，提供了一种光学器件，包括：第一波导，具有沿着第一方向延伸的第一长度、沿着垂直于第一方向的第二方向延伸的第一宽度以及沿着垂直于第一方向和第二方向的第三方向延伸的第一高度；第二波导，沿着第一方向与第一波导对齐，第二波导具有沿着第一方向延伸的第二长度、沿着第二方向延伸的第二宽度和沿着第三方向延伸的第二高度，第二波导的第二长度与第一波导的第一长度沿着第二方向完全重叠；以及光学隔离器，位于第一波导和第二波导之间，光学隔离器具有沿着第一方向延伸的第三长度、沿着第二方向延伸的第三宽度和沿着第三方向延伸的第三高度，第三高度大于第一高度或第二高度中的至少一个，光学隔离器由不同于第一波导的材料或第二波导的材料的材料形成。
[0005]根据本申请的实施例的另一个方面，提供了一种形成光学器件的方法，包括：形成第一波导，第一波导具有沿着第一方向延伸的第一长度、沿着垂直于第一方向的第二方向延伸的第一宽度和沿着垂直于第一方向和第二方向的第三方向延伸的第一高度；形成沿着第一方向与第一波导对齐的第二波导，第二波导具有沿着第一方向延伸的第二长度、沿着第二方向延伸的第二宽度和沿着第三方向延伸的第二高度，第二波导的第二长度与第一波导的第一长度沿着第二方向完全重叠；以及在第一波导和第二波导之间形成光学隔离器，光学隔离器具有沿着第一方向延伸的第三长度、沿着第二方向延伸的第三宽度和沿着第三方向延伸的第三高度，第三高度大于第一高度或第二高度中的至少一个，光学隔离器由不同于第一波导的材料或第二波导的材料的材料形成。
[0006]根据本申请的实施例的又一个方面，提供了一种光学多路复用器件，包括：第一波导，具有沿着第一方向延伸的第一长度、沿着垂直于第一方向的第二方向延伸的第一宽度以及沿着垂直于第一方向和第二方向的第三方向延伸的第一高度；第二波导，沿着第一方向与第一波导对齐，第二波导具有沿着第一方向延伸的第二长度、沿着第二方向延伸的第
二宽度和沿着第三方向延伸的第二高度，第二波导的第二长度大于第一波导的第一长度；以及光学隔离器，部分地位于第一波导和第二波导之间，光学隔离器具有沿着第一方向延伸的第三长度、沿着第二方向延伸的第三宽度和沿着第三方向延伸的第三高度，第三高度大于第一高度或第二高度中的至少一个，光学隔离器由不同于第一波导的材料或第二波导的材料的材料形成。
附图说明
[0007]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0008]图1A是示意性示出根据一些实施例的具有波导和其间的光学隔离器的器件的截面图。
[0009]图1B是示意性示出根据一些实施例的图1A所示器件的波导和光学隔离器的相对定位的俯视图。
[0010]图2A是示意性示出根据一些实施例的具有波导和作为其间的光学隔离器的离散周期性结构的器件的截面图。
[0011]图2B是示意性地示出根据一些实施例的图2A中所示器件的光学隔离器的波导和离散周期性结构的相对定位的俯视图。
[0012]图2C示出了根据一些实施例的可以在图2B所示的器件的光学隔离器中使用的单元的不同示例截面形状。
[0013]图3A是示意性示出根据一些实施例的具有波导和作为其间的光学隔离器的多阵列离散周期性结构的器件的截面图。
[0014]图3B是示意性地示出根据一些实施例的图3A中所示的器件的光学隔离器的波导和多阵列离散周期性结构的相对定位的俯视图。
[0015]图4A是示意性示出根据一些实施例的具有波导和作为其间的光学隔离器的格栅周期性结构的器件的截面图。
[0016]图4B是示意性地示出根据一些实施例的图4A中所示器件的光学隔离器的波导和格栅周期性结构的相对定位的俯视图。
[0017]图4C示出了根据一些实施例的可以用作图4B中所示器件的周期性结构的波浪形截面形状。
[0018]图5A是示意性地示出根据一些实施例的具有波导和其间的介电光学隔离器的器件的截面图。
[0019]图5B是示意性地示出根据一些实施例的图5A中所示器件的波导和介电光学隔离器的相对定位的俯视图。
[0020]图6A
‑
图6E根据在不同制造阶段的一些实施例的图1A
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图1B的波导和其间的光学隔离器的示意图。
[0021]图7是示意性地示出根据一些实施例的创建图1A
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图5B中描述的波导和光学隔离器的方法的流程图。
[0022]图8是示意性示出根据一些实施例的制造图6A
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图6E中描述的波导和光学隔离器
的方法的流程图。
[0023]图9是示意性地示出根据一些实施例的包括光学波导和光学隔离器的光学多路复用器件的俯视图。
[0024]图10A示意性地示出了根据一些实施例的具有波导和其间的用于产生图10B和图10C所示的测试结果的光学隔离器的器件。
[0025]图10B和图10C是根据一些实施例的在归一化波长范围内与波导之间的光学串扰和波导的光传输相关联的模拟结果图。
具体实施方式
[0026]以下公开内容提供了许多用于实现本专利技术的不同特征不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实施例或实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0027]此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
上面”、“上部”等的间隔关系术语，以描述如图中所示的一个元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学器件，包括：第一波导，具有沿着第一方向延伸的第一长度、沿着垂直于所述第一方向的第二方向延伸的第一宽度以及沿着垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向延伸的第一高度；第二波导，沿着所述第一方向与第一波导对齐，所述第二波导具有沿着所述第一方向延伸的第二长度、沿着所述第二方向延伸的第二宽度和沿着所述第三方向延伸的第二高度，所述第二波导的所述第二长度与所述第一波导的所述第一长度沿着所述第二方向完全重叠；以及光学隔离器，位于所述第一波导和所述第二波导之间，所述光学隔离器具有沿着所述第一方向延伸的第三长度、沿着所述第二方向延伸的第三宽度和沿着所述第三方向延伸的第三高度，所述第三高度大于所述第一高度或所述第二高度中的至少一个，所述光学隔离器由不同于所述第一波导的材料或所述第二波导的材料的材料形成。2.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述第三长度大于所述第一长度和所述第二长度，并且所述第三宽度小于所述第一宽度或所述第二宽度中的至少一个。3.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述光学隔离器是多个杆的离散周期性结构，所述离散周期性结构沿着所述第一方向延伸。4.根据权利要求3所述的光学器件，其中，所述多个杆具有圆形截面形状，并且对于所述多个杆中的每个所述多个杆的尺寸是相同的。5.根据权利要求3所述的光学器件，其中，所述多个杆包括具有第一截面形状的第一多个杆和具有第二截面形状的第二多个杆，所述第一截面形状不同于所述第二截面形状。6.根据权利要求1所述的光学器件，其中，所述光学隔离器为格栅周期性结构，所述格栅周期性结构沿着所述第一方向延伸并且包括多个互连的柱状结构。7.根据权利要求6所述的光学器件，其中，所述多个互连的柱状结构包括第一多个柱和第二多个接头，所述第一多个柱中的每个沿着所述第一方向接触所述第二多个接头中的最接近的相邻接头，其中，所述第二多个接头沿着所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤承哲，周淳朴，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：