[發明專利]光柵耦合器、用于光柵耦合的裝置以及垂直光柵耦合器

有效

• 申請號: 202011441636.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112987178B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: S·胡滕;T·范瓦倫伯格;孫鵬;R·G·博索萊伊
• 申請（專利權）人: 慧與發展有限責任合伙企業
• 主分類號: G02B6/124
• 分類號: G02B6/124
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 初媛媛;吳麗麗

1.一種光柵耦合器，包括：

平面波導；

第一光柵區段，所述第一光柵區段包括被刻蝕在所述平面波導中的第一多個溝槽，其中，所述第一光柵區段包括第一光柵線子集和第二光柵線子集，每個光柵線子集包括所述第一光柵區段的若干個周期；以及

第二光柵區段，所述第二光柵區段包括被刻蝕在所述平面波導中的第二多個溝槽，

其中，所述第一多個溝槽和所述第二多個溝槽包括具有一致深度的單次刻蝕層，并且其中，所述第一光柵區段被配置為以相對于垂直的第一角度散射第一波長的光，并且所述第二光柵區段被配置為以相對于垂直的第二角度散射所述第一波長的光，使得所述第一波長的光以相對于垂直的期望角度被所述光柵耦合器散射。

2.根據權利要求1所述的光柵耦合器，其中，所述第一光柵區段包括與所述第二光柵區段相同數量的溝槽。

3.根據權利要求1所述的光柵耦合器，其中，所述第一光柵區段包括與所述第二光柵區段不同數量的溝槽。

4.根據權利要求1所述的光柵耦合器，其中，所述光柵耦合器設置于絕緣體上硅SOI器件上。

5.根據權利要求1所述的光柵耦合器，其中，與每個光柵線相關聯的每個溝槽的寬度以及所述第一光柵索引子集的每個光柵線的間距被配置為基于所述光柵線以拋物線方式增大。

6.根據權利要求1所述的光柵耦合器，其中，所述第二光柵線子集被配置有基于所述光柵線的、對于所述第二光柵線子集的每個溝槽而言的恒定溝槽寬度和恒定間距。

7.根據權利要求6所述的光柵耦合器，其中，所述恒定溝槽寬度和所述恒定間距被配置為具有50％或接近50％的占空比。

8.根據權利要求1所述的光柵耦合器，其中，所述第二光柵區段的第一個溝槽的寬度比所述第一光柵區段的最后一個溝槽的寬度更寬。

9.一種光柵耦合器，包括：

平面波導；

第一光柵區段，所述第一光柵區段包括被刻蝕在所述平面波導中的第一多個溝槽，

第二光柵區段，所述第二光柵區段包括被刻蝕在所述平面波導中的第二多個溝槽，

其中，所述第一多個溝槽和所述第二多個溝槽包括具有一致深度的單次刻蝕層，并且其中，所述第一光柵區段被配置為以相對于垂直的第一角度散射第一波長的光，并且所述第二光柵區段被配置為以相對于垂直的第二角度散射所述第一波長的光，使得所述第一波長的光以相對于垂直的期望角度被所述光柵耦合器散射，以及

其中：

所述光柵耦合器針對1275nm的第一波長以及1323nm的第二波長被優化；

所述第一光柵區段被配置為以相對于垂直的11.5度散射所述第一波長的光，并以相對于垂直的7.2度散射所述第二波長的光；

所述第二光柵區段被配置為以相對于垂直的6.7度散射所述第一波長的光，并且

所述第一波長的光的組合的有效散射角為相對于垂直大約8度。

10.一種用于光柵耦合的裝置，包括：

硅襯底；

設置于所述硅襯底上方的掩埋絕緣層；

設置于所述掩埋絕緣層上的平面波導；以及

光柵耦合器，包括：

第一光柵區段，所述第一光柵區段包括被刻蝕在所述平面波導中的第一多個溝槽，其中，所述第一光柵區段包括第一光柵線子集和第二光柵線子集，每個光柵線子集包括所述第一光柵區段的若干個周期；以及

第二光柵區段，所述第二光柵區段包括被刻蝕在所述平面波導中的第二多個溝槽，

其中，所述第一多個溝槽和所述第二多個溝槽包括具有一致深度的單次刻蝕層，并且其中，所述第一光柵區段被配置為以相對于垂直的第一角度散射第一波長的光，并且所述第二光柵區段被配置為以相對于垂直的第二角度散射所述第一波長的光，使得所述第一波長的光以相對于垂直的期望角度被所述光柵耦合器散射。