[發明專利]模斑轉換器和光子器件

有效

• 申請號: 202110440944.0
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113093333B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 梁寒瀟;宋一品;周穎聰;巫海蒼;毛文浩;宋時偉;孫維祺;俞清揚
• 申請（專利權）人: 南京刻得不錯光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/14
• 分類號: G02B6/14
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 王其文;張濤

1.一種模斑轉換器，包括配置為與集成光波導耦合的第一端面，以及與所述第一端面相平行的、配置為與光纖耦合的第二端面，所述模斑轉換器包括：

襯底；

隔離層，位于所述襯底的一側并且在所述襯底上的正投影與所述襯底基本重合；

第一波導，位于所述隔離層的遠離所述襯底的一側，包括：

平板層，包括延伸至所述第一端面的第一寬端、以及延伸至所述第二端面或者與所述第二端面之間具有間距的第一窄端，所述平板層的寬度從所述第一寬端向所述第一窄端呈梯度減小并且包括與所述第一窄端鄰接的第一等寬部分，其中，寬度方向平行于所述襯底且平行于所述第一端面；和

脊棱層，層疊設置于所述平板層的遠離所述襯底的一側，所述脊棱層包括延伸至所述第一端面的第二寬端、以及與所述第一窄端之間具有間距的第二窄端，所述脊棱層的寬度從所述第二寬端向所述第二窄端呈梯度減小并且包括與所述第二窄端鄰接的第二等寬部分；

覆蓋層，位于所述第一波導的遠離所述襯底的一側，延伸至所述第二端面、且延伸至至少覆蓋所述第二等寬部分的遠離所述第二端面的一端，所述覆蓋層的靠近所述第二端面的一部分和所述隔離層的靠近所述第二端面的一部分構成第二波導；

其中，所述平板層包括沿遠離所述第一窄端的方向依次設置的所述第一等寬部分、第一漸寬部分、第三等寬部分、第二漸寬部分和第四等寬部分，所述脊棱層包括沿遠離所述第二窄端的方向依次設置的所述第二等寬部分、第三漸寬部分和第五等寬部分，其中，所述第一漸寬部分、所述第二漸寬部分和所述第三漸寬部分中的任意一個的寬度沿遠離所述第二端面的方向漸變增大。

2.根據權利要求1所述的模斑轉換器，其中，

所述覆蓋層延伸至至少覆蓋所述第三漸寬部分的遠離所述第二端面的一端。

3.根據權利要求2所述的模斑轉換器，其中，

所述覆蓋層在所述襯底上的正投影呈矩形，并且所述覆蓋層的寬度大于所述第三等寬部分的寬度。

4.根據權利要求2所述的模斑轉換器，其中，

所述覆蓋層覆蓋整個所述第一波導，所述覆蓋層的寬度沿遠離所述第二端面的方向呈梯度增大；

所述覆蓋層包括沿遠離所述第二端面的方向依次設置的第六等寬部分、第四漸寬部分和第七等寬部分，其中，所述第四漸寬部分的寬度沿遠離所述第二端面的方向漸變增大，所述第六等寬部分的寬度大于所述第三等寬部分的寬度；或者

所述覆蓋層包括沿遠離所述第二端面的方向依次設置的第六等寬部分和第七等寬部分，所述第六等寬部分的寬度大于所述第三等寬部分的寬度。

5.根據權利要求2所述的模斑轉換器，其中，

所述覆蓋層包括沿遠離所述第二端面的方向依次設置的第八等寬部分、漸窄部分和第九等寬部分，其中，所述漸窄部分的寬度沿遠離所述第二端面的方向漸變減小，所述第九等寬部分的寬度大于所述第三等寬部分的寬度。

6.根據權利要求5所述的模斑轉換器，其中，

所述覆蓋層覆蓋整個所述第一波導，所述覆蓋層還包括位于所述第九等寬部分的遠離所述第二端面的一側的第十部分，所述第十部分的寬度大于所述第九等寬部分的寬度。

7.根據權利要求1所述的模斑轉換器，其中，

所述模斑轉換器還包括平行設置、且與所述第一端面和所述第二端面相交的第一側面和第二側面；

所述第四等寬部分延伸至所述第一側面和所述第二側面。

8.根據權利要求1所述的模斑轉換器，其中，

所述第一窄端的頂邊寬度不大于400納米；和/或

所述覆蓋層在所述第二端面的寬度不小于1微米，且不大于20微米。

9.根據權利要求1所述的模斑轉換器，其中，

沿遠離所述第二端面的方向，所述第一漸寬部分和所述第三漸寬部分的寬度呈線性漸變增大，所述第二漸寬部分的寬度呈非線性漸變增大。