[發明專利]一種光柵耦合器及光信號的耦合方法

在審

• 申請號: 201410066458.7
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103777282A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張敏明;周飛亞;劉德明
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02B6/34
• 分類號: G02B6/34
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

1.一種光柵耦合器，其特征在于，包括：頂層硅層、底層硅層及二氧化硅層；所述二氧化硅層在所述底層硅層的上面；所述頂層硅層在所述二氧化硅層的上面；在垂直于光線的傳播方向上，所述頂層硅層為至少2個直角三角形的排列結構；接收光纖對向所述直角三角形的排列結構。

2.如權利要求1所述的光柵耦合器，其特征在于，所述直角三角形的排列結構為若干直角三角形的周期性矩陣式排列結構。

3.如權利要求2所述的光柵耦合器，其特征在于，所述周期性矩陣式排列結構中的直角三角形的大小和方向均相同。

4.如權利要求3所述的光柵耦合器，其特征在于，所述直角三角形在沿著光線的傳播方向上的長度與所述周期性矩陣式排列結構在沿著光線的傳播方向上的周期長度的比值為0.4-1；所述直角三角形在垂直于光線的傳播方向上的長度與所述周期性矩陣式排列結構在垂直于光線的傳播方向上的周期長度的比值為0.4-1。

5.如權利要求4所述的光柵耦合器，其特征在于，所述周期性矩陣式排列結構在沿著光線的傳播方向上的行數為所述接收光纖的直徑與所述周期性矩陣式排列結構在沿著光線的傳播方向上的周期長度的比值；所述周期性矩陣式排列結構在垂直于光線的傳播方向上的列數為所述接收光纖的直徑與所述周期性矩陣式排列結構在垂直于光線的傳播方向上的周期長度的比值。

6.如權利要求1所述的光柵耦合器，其特征在于，還包括：二氧化硅覆蓋層或BCB膠覆蓋層；所述二氧化硅覆蓋層或BCB膠覆蓋層在所述頂層硅層和所述接收光纖之間。

7.一種光信號的耦合方法，其特征在于，包括：

將光信號從所述頂層硅層、所述底層硅層、所述二氧化硅層的側面入射到如權利要求1-6中任一項所述的光柵耦合器中，且從所述排列結構的直角三角形的直角邊入射；

通過3D-FDTD方法進行仿真，確定當TE光和TM光的耦合效率相等時的光柵結構參數，通過所述接收光纖接收耦合光。

8.如權利要求7所述的光信號的耦合方法，其特征在于，所述接收光纖與所述光柵耦合器的直角三角形的排列結構的夾角在0°-25°之間。