一种垂直光栅耦合器及光子芯片制造技术

本公开提供一种垂直光栅耦合器及光子芯片，垂直光栅耦合器包括：衬底；入射波导，设置在所述衬底上，所述入射波导具有第一端和第二端，所述第一端用于接收光波，所述第二端用于输出光波；二维光栅，设置在所述衬底上入射波导的所述第二端处，所述二维光栅包括变化弧度二维光栅和等弧度二维光栅，所述第二端输出的光波依次经过所述变化弧度二维光栅和所述等弧度二维光栅，所述光波进入所述二维光栅产生的背光反射至少部分在所述变化弧度二维光栅处改变了传播方向而在所述二维光栅边缘发散。可见，本申请提供的垂直光栅耦合器实现了抗背向反射的功能，且其结构简单、紧凑、工艺容差大。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及光电，具体涉及一种垂直光栅耦合器及光子芯片。

技术介绍

1、近年来，基于绝缘体上硅(silicon-on-insulator，soi)平台的光子集成技术发展迅速，可以将传统独立的光学器件集成在同一个硅光子芯片上。为了实现其他光学器件和光子芯片的光互联，通常采用垂直光栅耦合器来实现单模光纤和片上波导的光互联。然而，部分光会在垂直光栅耦合器发生背向反射，产生反向传输的光。当光子芯片被用于集成光子陀螺等高精度传感器时，反向传输的光会导致噪声，从而影响传感器的精度。

2、现有的硅基垂直光栅耦合器大多存在背向反射的问题，这主要是由于光从条形波导射入垂直光栅耦合器的布拉格光栅后，部分光会在光栅的硅——二氧化硅界面发生背向反射原路返回条形波导。根据仿真结果，1550nm波长te模光射入标准的硅基垂直光栅耦合器，会有14.1％的功率发生背向反射，为﹣8.5db。若将布拉格光栅重新设计为亚波长阶梯状光栅，则可以将背向反射功率降低到1％，为﹣20db。若是将布拉格光栅结构调整为亚波长锯齿结构，则可以将背向反射功率进一步降低到0.316％，为﹣25db。然本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种垂直光栅耦合器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述二维光栅还包括：

3.根据权利要求2所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述变化弧度二维光栅包括从靠近所述第二端的内侧向外侧弧度依次均匀增加的多个光栅齿。

4.根据权利要求3所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述二维光栅还包括：

5.根据权利要求4所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述抗反射薄膜的上端与所述光栅齿的上端平齐，所述抗反射薄膜的下端与所述光栅基底接触。

6.根据权利要求4所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述抗反射薄膜的...

【技术特征摘要】

1.一种垂直光栅耦合器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述二维光栅还包括：

3.根据权利要求2所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述变化弧度二维光栅包括从靠近所述第二端的内侧向外侧弧度依次均匀增加的多个光栅齿。

4.根据权利要求3所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述二维光栅还包括：

5.根据权利要求4所述的垂直光栅耦合器，其特征在于，所述抗反射薄膜的上端与所述光栅齿的上端平齐，所述抗反射薄膜的下端与所述光栅基底接触。

6.根据权利要求4所述的垂直光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶鹏宇，颜博霞，周密，亓岩，王延伟，孙晨曦，韩哲，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：