[實用新型]一種半導體光耦合結構和硅光集成芯片

有效

• 申請號: 202020240776.1
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN211928243U
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 季夢溪;李顯堯
• 申請（專利權）人: 蘇州旭創科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種半導體光耦合結構，具有與外部光纖光耦合的第一端面和與外部光器件光耦合的第二端面；其特征在于：所述光耦合結構包括：

第一光波導，包括具有第一折射率的懸臂波導，所述懸臂波導臨近所述第一端面；

第二光波導，包括依次連接的第一楔形結構、第一線性結構和第二楔形結構，所述第二楔形結構的厚度大于所述第一楔形結構和第一線性結構的厚度；所述第二光波導具有第二折射率，所述第一折射率低于所述第二折射率；

所述懸臂波導至少部分包覆所述第一楔形結構的尖端，所述第一線性結構的一端與所述第一楔形結構較寬的一端連接，所述第一線性結構的另一端至少部分圍繞所述第二楔形結構的尖端的兩側。

2.根據權利要求1的光耦合結構，其特征在于：所述第一楔形結構和第一線性結構的厚度小于或等于300nm，所述第二楔形結構的厚度小于或等于400nm。

3.根據權利要求2所述的光耦合結構，其特征在于：所述第一楔形結構的尖端橫截面的寬度小于或等于200nm；所述第二楔形結構的尖端橫截面的寬度小于或等于200nm。

4.根據權利要求1所述的光耦合結構，其特征在于：所述第一線性結構包覆所述第二楔形結構的兩側；所述第一楔形結構和第二楔形結構的長度均大于或等于10μm。

5.根據權利要求1所述的光耦合結構，其特征在于：所述第一折射率的范圍在1.35～1.5，所述第二折射率的范圍在3.4～3.6。

6.根據權利要求1所述的光耦合結構，其特征在于：所述光耦合結構還包括襯底、設于所述襯底上的包層；所述第一光波導為臨近所述第一端面且懸浮于所述襯底之上的包層波導，所述第二光波導為設于所述包層內的硅波導。

7.根據權利要求6所述的光耦合結構，其特征在于：所述懸臂波導的波導橫截面的寬度在2～15μm的范圍內，高度在2～15μm的范圍內。

8.根據權利要求6所述的光耦合結構，其特征在于：所述懸臂波導的懸臂沿光傳播方向的寬度大于或等于1μm，懸臂長度小于或等于15μm，相鄰懸臂之間的間隔大于或等于5μm。

9.根據權利要求1-8任一項所述的光耦合結構，其特征在于：所述第二光波導還包括第二線性結構，所述第二線性結構設于所述第二楔形結構與所述第二端面之間。

10.根據權利要求9所述的光耦合結構，其特征在于：所述第二線性結構為多模光波導。

11.一種硅光集成芯片，其特征在于：設有權利要求1-10任一項所述的光耦合結構；所述光耦合結構臨近所述硅光集成芯片的端面處，所述硅光集成芯片通過所述光耦合結構與外部光波導光耦合。

12.根據權利要求11所述的硅光集成芯片，其特征在于：所述硅光集成芯片內還設有光探測器，外部光波導輸出的光信號經所述光耦合結構的第一光波導耦合到所述第二光波導，經所述第二光波導耦合到所述光探測器內。

13.根據權利要求12所述的硅光集成芯片，其特征在于：所述光耦合結構與所述光探測器之間還設有多模光波導，所述多模光波導連接所述光耦合結構和所述光探測器。

14.根據權利要求11-13任一項所述的硅光集成芯片，其特征在于：所述硅光集成芯片內還設有光調制器、光解調器、波分復用器和波分解復用器其中的一種或多種的組合。