申请/专利权人：吉林大学

申请日：2022-01-07

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114296182B

主分类号：G02B6/12

分类号：G02B6/12;G02B6/122;G02B6/136;G02B6/132

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.04.26#实质审查的生效;2022.04.08#公开

摘要：一种基于硅基光波导的三维光交叉器及其制备方法，属于集成光电子学技术领域。由硅衬底、二氧化硅下包层、二氧化硅中间层、二氧化硅上包层和光波导芯层组成；光波导芯层由第一层硅波导和第二层硅波导组成，第一层硅波导制备在二氧化硅下包层之上、被包覆在二氧化硅中间层之中；第二层硅波导制备在二氧化硅中间层之上、被包覆在二氧化硅上包层之中；第一层硅波导和第二层硅波导结构尺寸完全相同，呈十字交叉设置。本发明使用的函数型波导结构尺寸小，制备方法与CMOS工艺兼容，利于集成。在1550nm波长下，传输效率为0.985，层间串扰为‑59.8dB。在保持低层间串扰特性的同时，可实现低损耗传输，具有广泛的应用前景。

主权项：1.一种基于硅基光波导的三维光交叉器，其特征在于：该三维光交叉器由硅衬底、二氧化硅下包层、二氧化硅中间层、二氧化硅上包层和光波导芯层组成；光波导芯层由第一层硅波导和第二层硅波导组成，第一层硅波导制备在二氧化硅下包层之上、被包覆在二氧化硅中间层之中；第二层硅波导制备在二氧化硅中间层之上、被包覆在二氧化硅上包层之中；第一层硅波导和第二层硅波导结构尺寸完全相同，呈十字交叉设置，两者间被二氧化硅中间层分隔开；第一层硅波导由第一输入波导Core1、第一耦合波导Core2和第一输出波导Core3构成，第二层硅波导由第二输入波导Core4、第二耦合波导Core5和第二输出波导Core6构成；第一输入波导Core1、第二输入波导Core4、第一输出波导Core3和第二输出波导Core6结构相同，为矩形结构直波导，宽度W1＝0.4μm，满足单模传输条件，支持TE11模式；第一耦合波导Core2和第二耦合波导Core5结构相同，为一个宽度函数型变化的中心对称波导，第一耦合波导Core2和第二耦合波导Core5的宽度首先由0.4μm增宽为1μm，在将长度x归一化为[-1，0时，该宽度变化记为y1，再由宽度1μm逐步变窄为0.4μm，在将长度x归一化为[0，1时，该宽度变化记为y2；其中，y1满足函数关系y1＝1-0.6·-x1.5-1≤x0，y2满足函数关系y2＝1-0.6·x1.50≤x≤1；第一耦合波导Core2与第二耦合波导Core5的长度L1＝16.8μm。

全文数据：

权利要求：

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