[發明專利]用于SOI芯片?光纖耦合的堆疊式光子芯片耦合器

在審

• 申請號: 201580015692.X
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN107076931A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 蔣嘉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G02B6/30
• 分類號: G02B6/30;G02B6/34
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙)44285
• 代理人: 王仲凱

1.一種用于將光子芯片耦合至光纖的光耦合器，包括：

光子芯片，所述光子芯片包括納米級光子波導、與所述光子芯片的表面處于相同平面中的光子光學衍射表面光柵以及覆蓋所述光子波導和所述表面光柵的第一覆層；以及

光耦合芯片，所述光耦合芯片包括嵌入在第一耦合覆層中且嵌在第二耦合覆層上的微米級耦合波導和耦合光學衍射表面光柵，其中，所述光耦合芯片的所述第一耦合覆層連接至所述光子芯片的所述第一覆層，其中，所述光耦合芯片被構造成對在所述光子芯片與光纖之間傳輸的光進行耦合。

2.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子芯片包括絕緣體上硅(SOI)，以及其中，所述光耦合芯片包括硅上氧化硅，其中，所述光子波導包括富硅氧化物、SiO₂、Si₃N₄和SiON中之一。

3.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子光學衍射表面光柵和所述耦合光學衍射表面光柵對使用任何入射角的所述光子芯片與所述光耦合芯片之間的光進行耦合。

4.根據權利要求1所述的光耦合器，還包括被構造為陣列耦合器的多個光子光學衍射表面光柵、多個納米級光子波導、多個耦合光學衍射表面光柵以及多個微米級耦合波導。

5.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子光學衍射表面光柵和所述耦合光學衍射表面光柵被構造成將光分成兩個方向。

6.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子光學衍射表面光柵和所述耦合光學衍射表面光柵被構造成將從兩個不同的源接收的光合并。

7.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光耦合芯片還包括光信號處理部件。

8.根據權利要求7所述的光耦合器，其中，所述光信號處理部件根據光學結構包括功率分配器、功率合并器、波長過濾器和光路轉換器中至少之一，其中，所述光學結構包括下述中之一：多模干涉(MMI)耦合器、定向耦合器、環形諧振器、布拉格光柵、彎曲波導、馬赫增德爾干涉儀和陣列波導光柵(AWG)。

9.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光耦合芯片包括氧化硅波導和氧化硅光柵，其中，氧化硅為富硅氧化物、SiO₂、InP、SiON和Si₃N₄中之一。

10.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子波導和所述光子光柵包括Si、InP、GaInAs、GaInAsP、SiON和Si₃N₄中之一。

11.根據權利要求1所述的光耦合器，還包括被構造以形成陣列耦合器的多個光柵。

12.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述耦合光學衍射表面光柵包括分布式布拉格反射器(DBR)輔助的波導光柵耦合結構。

13.根據權利要求1所述的光耦合器，其中，所述第一耦合覆層在與所述第一覆層的界面處包括防反射涂層。

14.一種被構造用于傳輸、接收和交換光信號的網絡部件，所述網絡部件包括：

輸入/輸出(I/O)部件，所述輸入/輸出部件用于接收信號以及將信號傳輸至其他網絡部件；以及

光處理單元，所述光處理單元耦合至所述I/O部件，其中，所述光處理單元包括：

光子芯片，所述光子芯片包括納米級光子波導、與所述光子芯片處于相同平面中的光子光學衍射表面光柵以及覆蓋所述納米級光子波導和所述光子光學衍射表面光柵的第一覆層；以及

光耦合芯片，所述光耦合芯片包括嵌入在第一耦合覆層中且嵌在第二耦合覆層上的微米級耦合波導和耦合光學衍射表面光柵，其中，所述第一耦合覆層連接至所述第一覆層，其中，所述光耦合芯片被構造成對在所述光子芯片與光纖之間傳輸的光進行耦合。

15.根據權利要求14所述的網絡部件，所述光子芯片包括絕緣體上硅(SOI)，以及其中，所述光耦合芯片包括硅上氧化硅。

16.根據權利要求14所述的網絡部件，其中，所述光子光學衍射表面光柵和所述耦合光學衍射表面光柵對使用任何入射角的所述光子芯片與所述光耦合芯片之間的光進行耦合。