[發(fā)明專利]一種邊緣耦合光器件及光通信系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611208508.6
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN108241190A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈百林;張琦
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/24;H04B10/25
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 江婷;李發(fā)兵

本發(fā)明實施例提供了一種邊緣耦合光器件及光通信系統(tǒng)；該器件包括光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括中間波導(dǎo)、以及設(shè)置在中間波導(dǎo)兩側(cè)且對稱的側(cè)面波導(dǎo)，側(cè)面波導(dǎo)與中間波導(dǎo)不接觸，側(cè)面波導(dǎo)的高度小于中間波導(dǎo)的最大高度；光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括光纖連接點和波導(dǎo)連接點、以及設(shè)置在光纖連接點和波導(dǎo)連接點之間的中間轉(zhuǎn)換點，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上各點的等效模場直徑從光纖連接點到波導(dǎo)連接點逐漸減小，光纖連接點的等效模場直徑與光信號在光纖中的模場直徑的差值小于第一閾值，波導(dǎo)連接點的等效模場直徑與光信號在標準波導(dǎo)中的模場直徑的差值小于第二閾值。本發(fā)明提供了一種雙高度三波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的倒楔形波導(dǎo)，增大了波導(dǎo)尖端寬度，降低了其寬度的加工精度要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種邊緣耦合光器件及光通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

硅光芯片與光纖的耦合非常重要，常見的耦合方式包括垂直耦合verticalcoupling和邊緣耦合(edge coupling)。垂直耦合也就是光柵耦合，具有容易加工和對準，損耗大，帶寬受限等特點；邊緣耦合也叫水平耦合，具有損耗小，工作帶寬大等特點。

硅光芯片耦合光纖又分小模場直徑的透鏡光纖和標準單模光纖。在水平耦合方案中，硅光芯片與標準單模光纖的耦合成為研究熱點，標準單模光纖的模場直徑約10μm，而硅光波導(dǎo)的尺寸大約是500nm×200nm，相差懸殊，導(dǎo)致耦合的難度特別大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種邊緣耦合光器件及光通信系統(tǒng)，以降低硅光芯片與標準單模光纖的耦合難度。

一方面，提供了一種邊緣耦合光器件，包括：基板、形成在基板上的埋氧層、設(shè)置在埋氧層上的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、以及覆蓋層；光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括中間波導(dǎo)、以及設(shè)置在中間波導(dǎo)兩側(cè)且對稱的側(cè)面波導(dǎo)，側(cè)面波導(dǎo)與中間波導(dǎo)不接觸，側(cè)面波導(dǎo)的高度小于中間波導(dǎo)的最大高度；光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括光纖連接點和波導(dǎo)連接點、以及設(shè)置在光纖連接點和波導(dǎo)連接點之間的中間轉(zhuǎn)換點，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)上各點的等效模場直徑從光纖連接點到波導(dǎo)連接點逐漸減小，光纖連接點的等效模場直徑與光信號在光纖中的模場直徑的差值小于第一閾值，波導(dǎo)連接點的等效模場直徑與光信號在標準波導(dǎo)中的模場直徑的差值小于第二閾值。

一方面，提供了一種光通信系統(tǒng)，包括標準單模光纖、標準波導(dǎo)、以及本發(fā)明實施例提供的邊緣耦合光器件，邊緣耦合光器件的波導(dǎo)連接點連接標準波導(dǎo)，標準單模光纖通過邊緣耦合的方式耦合至邊緣耦合光器件的光纖連接點。

本發(fā)明實施例的有益效果：

本發(fā)明實施例提供了一種邊緣耦合光器件，該光器件通過設(shè)計雙高度三波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的倒楔形波導(dǎo)，增大了波導(dǎo)尖端寬度，降低了波導(dǎo)尖端寬度的加工精度要求，降低了硅光芯片與標準單模光纖的耦合難度，均衡了器件偏振相關(guān)損耗，可實現(xiàn)硅光芯片與標準單模光纖的耦合，極大的提升了產(chǎn)能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一實施例提供的邊緣耦合光器件的示意圖；

圖2為本發(fā)明第二實施例提供的邊緣耦合光器件的俯視圖；

圖3為本發(fā)明第二實施例提供的邊緣耦合光器件在中間轉(zhuǎn)換點的剖面圖；

圖4為本發(fā)明第二實施例提供的一種邊緣耦合光器件的右視圖；

圖5為本發(fā)明第二實施例提供的另一種邊緣耦合光器件的右視圖；

圖6為本發(fā)明第二實施例提供的邊緣耦合光器損耗隨第一段長度變化的曲線圖；

圖7為本發(fā)明第二實施例提供的邊緣耦合光器損耗隨第二段長度變化的曲線圖件；

圖8為本發(fā)明第二實施例涉及的現(xiàn)有邊緣耦合光器件的示意圖。

具體實施方式