一种用于波导转换的光功分器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于波导转换的光功分器，包括：输入波导，输入波导包括沿长度延伸方向连接为一体的单模输入波导和过渡输入波导；两个输出波导，输出波导包括沿长度延伸方向连接为一体的过渡输出波导和单模输出波导，两个输出波导设置在输入波导的上方，且两个输出波导投射至输入波导所在平面上的投影关于输入波导轴对称；介质包层，输入波导和输出波导设置在介质包层内。本发明专利技术还公开了一种波分复用器和一种调制器。本发明专利技术的光功分器能够将光输入波导一分为二转换为两路输出波导，且本发明专利技术的光功分器集成度高，尺寸小，插设小，反射低。反射低。反射低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于波导转换的光功分器


[0001]本专利技术涉及光子器件
，具体涉及一种用于波导转换的光功分器。

技术介绍

[0002]光功分器是对光信号进行分配和合成的最基本的器件之一,也是构成其他复杂光学器件的重要组成部分。常用的光功分器主要有有三种实现方案：Y形分支、定向耦合器、多模干涉耦合器。Y形分支一般尺寸较大，由于工艺水平的限制，两输出波导之间的分支角不可能做成完全的尖角，从而引起较大的模式失配损耗。而传统的基于定向耦合器和多模干涉耦合器的光功分器往往很难做到两路完全平均分光。
[0003]在硅基光子集成平台中，氮化硅波导因其低的传输损耗和与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容等优点有着重要的作用，因此在硅光芯片的应用中，为了降低芯片损耗，优先选择氮化硅波导进行光路传输，因此硅波导到氮化硅波导的转换器也是硅光基本器件。
[0004]在波分复用器件以及调制器等场景中，需要用到硅波导到氮化硅波导转换的3dB耦合器，现有技术分案是采用两个器件进行级联来实现此功能，需要分别设计硅波导到氮化硅波导的转换器和3dB耦合器，器件尺寸大，损耗也较大，并且硅波导到氮化硅波导的转换器反射大，会增大芯片的回损。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的至少一个技术问题，本专利技术提供一种用于波导转换的光功分器。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于波导转换的光功分器，包括：
[0007]输入波导，所述输入波导包括沿长度延伸方向连接为一体的单模输入波导和过渡输入波导；
[0008]两个输出波导，所述输出波导包括沿长度延伸方向连接为一体的过渡输出波导和单模输出波导，两个所述输出波导设置在所述输入波导的上方，且两个所述输出波导投射至所述输入波导所在平面上的投影关于所述输入波导轴对称；
[0009]介质包层，所述输入波导和所述输出波导设置在所述介质包层内。
[0010]进一步地，所述输入波导的折射率＞所述介质包层的折射率，所述输出波导的折射率＞所述介质包层的折射率，所述输入波导的折射率不等于所述输出波导的折射率。
[0011]进一步地，所述介质包层为二氧化硅材质。
[0012]进一步地，所述单模输入波导设置在两个所述输出波导投射至所述输入波导所在平面上的投影范围之外，所述过渡输入波导设置在两个所述过渡输出波导投射至所述输入波导所在平面上的投影之间。
[0013]进一步地，所述单模输入波导的宽度不变；
[0014]所述过渡输入波导的宽度沿着长度延伸方向逐渐减小，所述过渡输入波导的最大宽度端与所述单模输入波导连接，所述过渡输入波导的最大宽度与所述单模输入波导的宽度相等，所述过渡输入波导的最小宽度不超过100nm。
[0015]进一步地，所述过渡输出波导的宽度沿着长度延伸方向逐渐增大，所述过渡输出波导的最大宽度端与所述单模输出波导连接，所述过渡输出波导的最大宽度与所述单模输出波导的宽度相等，所述过渡输出波导的最小宽度不超过100nm；
[0016]所述单模输出波导的宽度不变。
[0017]进一步地，所述单模输出波导包括沿长度延伸方向连接为一体的第一条状部、弯曲部和第二条状部，所述第一条状部与所述过渡输出波导连接，所述弯曲部连接在所述第一条状部和所述第二条状部之间；
[0018]所述弯曲部呈圆弧形，两个所述单模输出波导之间的间距随着所述弯曲部的延伸方式逐渐扩大。
[0019]进一步地，所述介质包层为二氧化硅材质；
[0020]所述输入波导为硅波导、氮氧化硅波导、铌酸锂波导、磷化铟波动、氧化铝波导或聚合物波导；
[0021]所述输出波导为硅波导、氮氧化硅波导、铌酸锂波导、磷化铟波动、氧化铝波导或聚合物波导。
[0022]进一步地，所述输入波导为硅波导，所述输出波导为氮化硅波导。
[0023]进一步地，所述输入波导为氮化硅波导，所述输出波导为硅波导。
[0024]进一步地，所述输出波导还包括光学终端，所述光学终端呈螺旋状，所述光学终端连接在所述过渡输出波导的自由端。
[0025]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0026]1、本专利技术的光功分器能够将光输入波导一分为二转换为两路输出波导，且本专利技术的光功分器集成度高，尺寸小，插设小，反射低；
[0027]2、本专利技术的光功分器可应用于波分复用器和调制器，且不局限于此，还能应用于光开关和光计算等器件。
附图说明
[0028]图1为实施例一中一种用于波导转换的光功分器的俯视图；
[0029]图2为实施例一中一种用于波导转换的光功分器的左视图；
[0030]图3为对本专利技术用于波导转换的光功分器进行光斑测试的五个节点分布图；
[0031]图4为图3中五个节点的光斑测试结果图；
[0032]图5为实施例二中一种用于波导转换的光功分器的俯视图。
具体实施方式
[0033]为了能够更加清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步地详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0035]实施例一
[0036]参照图1和图2，本公开提供了一种用于波导转换的光功分器，包括输入波导1、两个输出波导2和介质包层3，输入波导1和两个输出波导2均设置在介质包层3内，其中，两个输出波导2设置在同一水平上并设置在输入波导1的上方，两个输出波导2投射在输入波导1平面上的投影关于输入波导1轴对称。
[0037]输入波导1呈长条状，输入波导1包括沿长度延伸方向连接为一体的单模输入波导11和过渡输入波导12，其中，单模输入波导11设置在两个输出波导2投射在输入波导1平面上的投影范围之外，过渡输入波导12设置在两个输出波导2投射在输入波导1平面上的投影中间。
[0038]进一步地，输入波导1为厚度不变的长条状，输入波导1的厚度为220nm。
[0039]进一步地，输入波导1的单模输入波导11为宽度不变的长条状，单模输入波导11的宽度为400nm，以实现单模传输。输入波导1的过渡输入波导12为宽度变化的长条状，过渡输入波导12的宽度自沿着远离单模输入波导11的方向逐渐缩小，从而使光场能够从波导中泄露出去。过渡输入波导12的最大宽度端与单模输入波导11连接，过渡输入波导12的最大宽度与单模输入波导11的宽度相等，过渡输入波导12的最小宽度不超过100nm。
[0040]输出波导2包括沿长度延伸方向连接为一体的过渡输出波导21和单模输出波导22。其中，两个过渡输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于波导转换的光功分器，其特征在于，包括：输入波导(1)，所述输入波导(1)包括沿长度延伸方向连接为一体的单模输入波导(11)和过渡输入波导(12)；两个输出波导(2)，所述输出波导(2)包括沿长度延伸方向连接为一体的过渡输出波导(21)和单模输出波导(22)，两个所述输出波导(2)设置在所述输入波导(1)的上方，且两个所述输出波导(2)投射至所述输入波导(1)所在平面上的投影关于所述输入波导(1)轴对称；介质包层(3)，所述输入波导(1)和所述输出波导(2)设置在所述介质包层(3)内。2.如权利要求1所述的用于波导转换的光功分器，其特征在于，所述输入波导(1)的折射率＞所述介质包层(3)的折射率，所述输出波导(2)的折射率＞所述介质包层(3)的折射率，所述输入波导(1)的折射率不等于所述输出波导(2)的折射率。3.如权利要求1所述的用于波导转换的光功分器，其特征在于，所述单模输入波导(11)设置在两个所述输出波导(2)投射至所述输入波导(1)所在平面上的投影范围之外，所述过渡输入波导(12)设置在两个所述过渡输出波导(21)投射至所述输入波导(1)所在平面上的投影之间。4.如权利要求1所述的用于波导转换的光功分器，其特征在于，所述单模输入波导(11)的宽度不变；所述过渡输入波导(12)的宽度沿着长度延伸方向逐渐减小，所述过渡输入波导(12)的最大宽度端与所述单模输入波导(11)连接，所述过渡输入波导(12)的最小宽度不超过100nm，所述过渡输入波导(12)的最大宽度与所述单模输入波导(11)的宽度相等。5.如权利要求1所述的用于波导转换的光功分器，其特征在于，所述过渡输出波导(21)的宽度沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：张轲，余云初，朱南飞，朱瑞，
申请(专利权)人：赛丽科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：