[发明专利]薄硅中的光交叉区

权利要求书

1. 一种基于绝缘体硅片(SOI)的光器件，其包括布置在绝缘层上的表面硅波导层，所述绝缘层覆盖硅基底，所述基于SOI的光器件包括：

第一光波导管，其用于支持第一光信号的传播；

第二光波导管，其用于支持第二光信号的传播；以及

光交叉区域，其由所述第一光波导管和所述第二光波导管的相交处界定，所述光交叉区域展现出一几何结构，所述几何结构被界定为降低所述交叉区域中所述第一和第二光信号间的串扰以及改善所述光交叉区域内的光通度。

2. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中所述第一和第二光波导管的至少一部分展现出亚微米几何结构，以及支持仅单模光信号的传播。

3. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中界定所述光交叉区域几何结构以包括在所述交叉区域的出口区的束捕获波导部分，在其中所述第一和第二光信号继续沿其关联的第一和第二光波导管。

4. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中在所述基于SOI的光器件的所述表面硅层内形成所述第一和第二光波导管以及所述光交叉区域。

5. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中所述第一和第二光波导管至少部分地作为带波导管在所述表面硅层内形成。

6. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中所述第一和第二光波导管至少部分地作为肋波导管在所述表面硅层内形成。

7. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中所述基于SOI的光器件进一步包括多晶硅层，其置于所述表面硅波导层上。

8. 如权利要求7所述的基于SOI的光器件，其中所述第一和第二光波导管和所述光交叉区域在所述表面硅层中形成，以及所述多晶硅层被图案化为一组四个分离的段，第一段布置在所述第一波导管的输入部分上，在到所述交叉区域的入口处；第二段布置在所述第一波导管的输出部分上，在所述交叉区域的出口处；第三段布置在所述第二波导管的输入部分上，在到所述交叉区域的入口处；以及第四段，布置在所述第二波导管的输出部分上。

9. 如权利要求8所述的基于SOI的光器件，其中至少所述第二和第四多晶硅段形成为包括在接近所述光交叉区域的终端处的锥形端部分。

10. 如权利要求7所述的基于SOI的光器件，其中

所述第一波导管在所述光交叉区域分成一对分离的部分，第一分离的部分定义为输入波导部分，以及第二分离的部分定义为输出波导部分，通过在所述第一和第二分离的部分间所产生的间隙布置所述第二光波导管；以及

所述光交叉区域几何结构由所述多晶硅层界定，图案化所述多晶硅层以形成在所述第一光波导管的所述输入波导部分和所述输出波导部分间的桥接波导管部分。

11. 如权利要求10所述的基于SOI的光器件，其中所述多晶硅桥接波导管部分被图案化以包括沿所述第一和第二光波导管的锥形端终端。

12. 如权利要求1所述的基于SOI的光器件，其中所述光交叉区域包括

第一对反射表面，布置其以拦截沿所述第一光波导管传播的所述第一光信号，所述第一对反射表面的输入表面用于提供所述第一光信号到所述光交叉区域的第一方向改变，以及所述第一对反射表面的输出表面用于提供所述第一光信号离开所述光交叉区域且进入所述第一光波导管的输出波导部分的第二方向改变；以及

第二对反射表面，布置其以拦截沿所述第二光波导管传播的所述第二光信号，所述第二对反射表面的输入表面用于提供所述第二光信号到所述光交叉区域的第一方向改变，以及所述第二对反射表面的输出表面用于提供所述第二光信号离开所述光交叉区域且进入所述第二光波导管的光波导部分的第二方向改变。

13. 如权利要求12所述的基于SOI的光器件，其中所述第一和第二输入表面是弯曲的，以将所述扩展的输入信号变换成准直的改变方向的信号。

14. 如权利要求13所述的基于SOI的光器件，其中所述第一和第二输出表面是弯曲的，以将准直的输入信号变换成扩展的改变方向的信号。

15. 如权利要求12所述的基于SOI的光器件，其中所述反射表面的每一个形成为45°的反射镜表面。