[發明專利]一種光耦合微結構器件

有效

• 申請號: 201410437548.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104166484B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 陳策;王志旭;徐響林;張新泉
• 申請（專利權）人: 江蘇特思達電子科技股份有限公司;徐勇;王志旭
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 張建綱

1.一種光耦合微結構器件，其特征在于，包括：

第一基底層；

菲涅爾微結構層，其設置于所述第一基底層的第一表面上，用于將入射到所述菲涅爾微結構層的光折射為垂直于所述第一基底層的第一平行光；以及

折轉光路微結構層，其設置于所述第一基底層的與所述第一表面相對的第二表面上，用于將所述第一平行光折射為與待耦合器件成一定角度的第二平行光。

2.根據權利要求1所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述菲涅爾微結構層為多層同心圓環結構，每一層圓環由一個三角形繞圓心旋轉一周得到，菲涅爾微結構層的中心為半球面。

3.根據權利要求2所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述菲涅爾微結構層中第i層圓環對應的三角形靠近圓心處的角度為面角θ_facet，所述面角θ_facet滿足如下公式：

${\mathrm{tan\θ}}_{facet}=\frac{n_0\sin u_i}{n_1-n_0\cos u_i}$

其中，θ_facet表示面角，u_i表示信號光源輻射角，即信號光源發射到第i層圓環的物方孔鏡角，n₀表示空氣折射率，n₁表示菲涅爾微結構層折射率。

4.根據權利要求3所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述折轉光路微結構層為若干形狀相同的直角三角形棱鏡構成齒形結構層，直角三角形的一條直角邊與第二表面相接觸。

5.根據權利要求4所述的光耦合微結構器件，其特征在于，還包括：

第二基底層，所述第二基底層的形狀與所述折轉光路微結構層的形狀相配合，用于將所述折轉光路微結構層與待耦合器件連接，并且所述第二基底層的折射率和待耦合器件折射率相同。

6.根據權利要求5所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述直角三角形棱鏡的斜邊與所述第二表面所成的夾角θ₃滿足如下公式：

${\mathrm{sin\θ}}_3=\frac{n_5{\mathrm{sin\θ}}_5}{n_3}$

其中，θ₃表示夾角，n₃表示折轉光路微結構層折射率，θ₅表示待耦合器件內形成全內反射的臨界角，n₅表示待耦合器件折射率。

7.根據權利要求6所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述待耦合器件為波導腔。

8.根據權利要求7所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述菲涅爾微結構層由菲涅爾棱鏡刻蝕獲取。

9.根據權利要求8所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述折轉光路微結構層由轉角微結構棱鏡刻蝕獲取，轉角微結構棱鏡選取半五角棱鏡或者斯密特棱鏡。

10.根據權利要求9所述的光耦合微結構器件，其特征在于，所述第一基底層為熔融硅類的無機物。