[發(fā)明專(zhuān)利]基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010010935.3
• 申請(qǐng)日: 2020-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113075765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙佳;趙然;孫崇磊;徐曉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/122
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/122;G02B6/124;G02B6/12
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

1.基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，所述垂直耦合器包括絕熱拉錐波導(dǎo)，其特征在于，所述絕熱拉錐波導(dǎo)上設(shè)置有亞波長(zhǎng)光柵；所述絕熱拉錐波導(dǎo)的寬度從始端到末端逐漸減少，所述絕熱拉錐波導(dǎo)的兩個(gè)側(cè)邊對(duì)稱(chēng)設(shè)置有亞波長(zhǎng)光柵，所述亞波長(zhǎng)光柵的長(zhǎng)度由絕熱拉錐波導(dǎo)的始端到末端逐漸增大；所述絕熱拉錐波導(dǎo)的長(zhǎng)度為12.4-58.9μm；

光在從絕熱拉錐波導(dǎo)的始端進(jìn)入垂直耦合器，并在垂直耦合器中繼續(xù)傳輸；由于亞波長(zhǎng)光柵等效為一個(gè)均勻材料波導(dǎo)，入射到亞波長(zhǎng)光柵上的光，入射光電場(chǎng)極化方向平行于光柵周期界面方向，隨絕熱拉錐波導(dǎo)寬度減少，垂直耦合器的有效折射率逐漸減小，導(dǎo)致光由始端到末端進(jìn)行傳輸并逐漸向上耦合到上層波導(dǎo)中，然后在上層波導(dǎo)中繼續(xù)進(jìn)行傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，其特征在于，亞波長(zhǎng)光柵的周期T為220-320nm，亞波長(zhǎng)光柵的占空比為0.32-0.45；優(yōu)選的，亞波長(zhǎng)光柵的周期T為300nm，占空比為0.33。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，其特征在于，所述絕熱拉錐波導(dǎo)的始端的寬度為400-500nm，所述絕熱拉錐波導(dǎo)的末端的寬度為80-160nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，其特征在于，所述絕熱拉錐波導(dǎo)的始端的寬度為400nm，所述絕熱拉錐波導(dǎo)的末端的寬度為80nm；從所述絕熱拉錐波導(dǎo)的始端到末端，所述亞波長(zhǎng)光柵中光柵的長(zhǎng)度由0nm逐漸增加到160nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，其特征在于，所述絕熱拉錐波導(dǎo)的長(zhǎng)度為15μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，其特征在于，所述異質(zhì)集成垂直耦合器的入射波長(zhǎng)為1500-1600nm；優(yōu)選的，入射波長(zhǎng)為1550nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器，其特征在于，所述絕熱拉錐波導(dǎo)層的厚度為220nm。

8.一種設(shè)置有如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于亞波長(zhǎng)光柵的異質(zhì)集成垂直耦合器的硅基-鈮酸鋰混合集成光調(diào)制器，其特征在于，光調(diào)制器的輸入端包括自下到上依次設(shè)置有硅襯底、二氧化硅層、苯丙環(huán)丁烯層和鈮酸鋰層；所述異質(zhì)集成垂直耦合器設(shè)置在所述苯丙環(huán)丁烯層中，且所述異質(zhì)集成垂直耦合器與所述二氧化硅層相連接；

光在從絕熱拉錐波導(dǎo)的始端進(jìn)入異質(zhì)集成垂直耦合器，并在異質(zhì)集成垂直耦合器中繼續(xù)傳輸，逐漸向上耦合到上層的鈮酸鋰波導(dǎo)中，之后繼續(xù)在鈮酸鋰波導(dǎo)中進(jìn)行傳輸。