[發(fā)明專利]一種波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)及光發(fā)射器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010121704.X
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111239895B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳遠(yuǎn)祥;付佳;韓穎;黃雍濤;李凱樂(lè);余建國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/12
• 分類號(hào): G02B6/12;G02B6/42
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 孫翠賢;高鶯然

1.一種波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，所述波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)包括：波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(1)和折射率低于所述波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(1)的折射率的第一包層(2)；所述波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(1)包括：耦合結(jié)構(gòu)(1-1)和傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1-2)；所述傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1-2)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；其特征在于，

所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)為呈六面體的條狀結(jié)構(gòu)，且所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)呈矩形面的第一縱截面(1-1-1)面積沿著所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)在長(zhǎng)度方向呈由小到大變化；所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)的橫截面(1-1-2)呈第一對(duì)邊(1-1-2-1)平行、且呈曲線變化的第二對(duì)邊(1-1-2-2)沿著所述橫截面(1-1-2)的中垂線對(duì)稱的四邊形；

所述傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1-2)的一端面與所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)的連接面共面，其中，所述連接面為與所述第一縱截面(1-1-1)平行的大端面；

所述波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(1)嵌入在所述第一包層(2)內(nèi)，且所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)的小端面與所述第一包層(2)的一端面共面，所述傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1-2)的另一端面與所述第一包層(2)的另一端面共面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫截面(1-1-2)的第二對(duì)邊(1-1-2-2)為符合呈拋物線型變化的邊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫截面(1-1-2)的第二對(duì)邊(1-1-2-2)符合呈指數(shù)型變化的邊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫截面(1-1-2)的第二對(duì)邊(1-1-2-2)符合呈預(yù)設(shè)的曲線型變化的邊，所述曲線型為第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的拋物線型或指數(shù)線型與第二預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的直線型過(guò)渡連接構(gòu)成的線型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任 一項(xiàng)所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦合結(jié)構(gòu)(1-1)和傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)(1-2)的制作材料均為二氧化硅。

6.一種波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)包括：主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)、至少一個(gè)副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)和折射率均低于所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的折射率和所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)的折射率的第二包層(5)；

其中，所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；

所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)為與權(quán)利要求1～5中任一所述波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(1)相同的結(jié)構(gòu)；

所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)和所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)均固定嵌在所述第二包層(5)內(nèi)，且所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)的大端面、所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的一端面均與所述第二包層(5)的一端面共面，所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的另一端面與所述第二包層(5)的另一端面共面，其中，所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)按照預(yù)設(shè)的放置方式置于所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的同側(cè)，且所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)的長(zhǎng)度小于所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的長(zhǎng)度，所述放置方式為各個(gè)所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)的長(zhǎng)度方向與所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的長(zhǎng)度方向均呈同一方向、且相鄰所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)間隔第一預(yù)設(shè)距離并沿著所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)的寬度方向排成一排。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(3)與所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)間隔第二預(yù)設(shè)距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)的制作材料為二氧化硅，或/和，所述副波導(dǎo)芯結(jié)構(gòu)(4)的制作材料為氮化硅。

9.一種光發(fā)射器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：權(quán)利要求1～5中任一所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)有源器件(6)和平面光波導(dǎo)器件(7)；

其中，每一所述有源器件(6)置于所述平面光波導(dǎo)器件(7)的輸入側(cè)，其中，每一所述有源器件(6)以預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)方式通過(guò)所述波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)與所述平面光波導(dǎo)器件(7)的輸入波導(dǎo)端直接耦合；所述對(duì)應(yīng)方式為所述有源器件(6)、所述波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)和所述輸入波導(dǎo)端均呈一一對(duì)應(yīng)方式。

10.一種光發(fā)射器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：權(quán)利要求6～8中任一所述的波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)、至少一個(gè)有源器件(6)和平面光波導(dǎo)器件(7)；

其中，每一所述有源器件(6)置于所述平面光波導(dǎo)器件(7)的輸入側(cè)，其中，每一所述有源器件(6)以預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)方式通過(guò)所述波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)與所述平面光波導(dǎo)器件(7)的輸入波導(dǎo)端直接耦合；所述對(duì)應(yīng)方式為所述有源器件(6)、所述波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)和所述輸入波導(dǎo)端均呈一一對(duì)應(yīng)方式。