[實用新型]雙層光波導支撐體模斑轉換器

有效

• 申請號: 201821860165.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN209417340U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 張仙;溫雪沁;劉柳;陳偉
• 申請（專利權）人: 蘇州易纜微光電技術有限公司
• 主分類號: G02B6/14
• 分類號: G02B6/14;G02B6/122;G02B6/138;G02B6/132
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本實用新型公開了一種雙層光波導支撐體模斑轉換器，包括襯底，絕緣體層，第一光波導，第二光波導，第三光波導、第一支撐體、第二支撐體；所述絕緣體層置于所述襯底上，所述第一光波導置于所述絕緣體層上，所述第二光波導置于所述絕緣體層上并包裹所述第一光波導，所述第三光波導置于所述第二光波導上；所述第一支撐體一側為鋸齒形結構并置于所述絕緣體上，所述第二支撐體置于所述第一支撐體上，并覆蓋第一支撐體形成高度漸變支撐體，所述第一光波導、第二光波導、第三光波導形成的多層光波導結構置于兩個高度漸變支撐體之間。本實用新型可以實現單模光纖和硅基光子芯片的端面連接傳輸，提高了光耦合效率，便于實現大規模的集成光路。

技術領域

本實用新型涉及光通信與光互連技術領域，具體為一種雙層光波導支撐體模斑轉換器。

背景技術

目前大規模集成電路的工藝已經很成熟，已經到了納米的級別。其主流技術CMOS的集成度按照摩爾定律大約每18個月翻一番。集成度的提高使芯片的功能越來越強大。但是，隨著器件特征尺寸的不斷縮小，特別是進入納米尺度的范圍后，集成電路的這種一維發展模式面臨著一系列物理限制的挑戰，這些挑戰有來自于基本物理規律的物理極限，也有來自于材料、技術、器件和系統方面的物理限制。而且當前，以“云計算”、“物聯網”、“大數據”為代表的新型信息化技術的出現，使得對高速率、低功耗的數據處理與傳輸技術的需求更為迫切，通信容量的爆炸式增長促進了光子技術的發展，普遍認為以硅材料為基底的硅基光子器件與集成技術具有低功耗、高速率、結構緊湊等突出優勢，將成為解決信息網絡所面臨的功耗、速率、體積等方面瓶頸的關鍵技術。首先，光以其特有的速度、帶寬和低功耗優勢在網絡傳輸中已經居于主導，并且開始應用于近距離的機柜間、芯片間、甚至芯片內的互聯。

然而對于硅基光芯片來說，如何能夠讓光信號低損耗的與外部器件進行耦合，進行信號傳輸仍是一個亟待解決的問題。硅基光波導的尺寸通常很小，其尺寸約為1um，而普通單模光纖的芯徑約為9-10um，兩者尺寸相差很大。很容易產生模場失配，從而造成較大的耦合損耗，因此需要設計出特殊結構的雙層光波導支撐體模斑轉換器來解決耦合損耗過大的問題，從而提高耦合效率。

該實用新型雙層光波導支撐體模斑轉換器采用的是端面耦合的方式，端面耦合是一種耦合效率高且易于封裝的耦合技術。端面耦合時光波導的模場與單模光纖的模場更加匹配，光場可以高效的從硅基芯片上耦合進入外部單模光纖，從而實現與外部器件的互聯。這里制作光波導的材料選擇的是SU-8光刻膠，SU-8光刻膠是一種環氧型的、近紫外光負光刻膠，目前已經商業化的SU-8光刻膠有美國的Microlithography Chemical公司生產的SU-8光刻膠。SU-8光刻膠可以做出高深寬比的結構，目前報道的已經可以做到高寬比為15：1。此光刻膠在近紫外范圍內光吸收率低，這使得它在整個光刻膠厚度上都有較好的曝光均勻性，可以得到很好的垂直側壁和高深寬比的結構。采用SU-8光刻膠來制備高深寬比的雙層光波導支撐體模斑轉換器是一種靈活而且成本相對較低的方案。

一般光波導模板轉換器的是，為了實現硅基光波導與外部單模光纖的高效率耦合，一般光波導需要多層疊加套刻，以滿足硅基光波導的輸出端面與外部單模光纖在同一水平面內。為了實現高效率耦合有時甚至需要進行3層以上光波導之間的套刻，這不僅增加了制作的難度而且費時、費力，而且上下層光波導套刻時很容易出現套刻偏差，造成上下層光波導之前不能保持對準，容易造成不必要的損耗。

實用新型內容

1、實用新型目的

本實用新型提出一種雙層光波導支撐體模斑轉換器，解決多層套刻時所遇到的對不準的問題，浪費資源的問題。

2、本實用新型采用的技術方案