[发明专利]多芯平面型光波导及制作和使用该光波导的方法

权利要求书

1.一种平面型光波导，包括：

基本平坦的波导基片；

下波导芯层；

上波导芯层；

在上波导芯层与下波导芯层之间的波导芯；

在基片与下波导芯层之间的下包层；

在上波导芯层之上的上包层；和

在上波导芯层与下波导芯层之间基本包围波导芯的中包层；

其中：

下包层具有折射率小于下波导芯层，上波导芯层，和波导芯的折射率；

中包层具有折射率小于下波导芯层，上波导芯层，和波导芯的折射率；和

上包层具有折射率小于下波导芯层，上波导芯层，和波导芯的折射率。

2.按照权利要求1的设备，其中：

波导芯的宽度远远大于它的厚度；

波导芯的上表面是基本平坦的；和

上波导芯层和下波导芯层双向延伸的范围远远超出被平面型光波导支持的传播光模的横向范围，被支持光模基本上是受波导芯的双向限制。

3.按照权利要求2的设备，其中中包层的上表面是基本上平面的，且上波导芯层是基本上平面的。

4.按照权利要求2的设备，其中：

中包层的上表面是非平面的，并包括在波导芯之上升起的基本平坦部分；和

上波导包层是非平面的，并包括在波导芯之上升起的基本平坦部分。

5.按照权利要求2的设备，还包括在上波导芯层与下波导芯层之间的第二波导芯，其中：

第二波导芯的折射率大于上包层，中包层，和下包层的折射率；

第二波导芯的宽度远远大于它的厚度；

第二波导芯的上表面是基本平坦的；和

第一波导芯和第二波导芯在中包层内被排列成上下的关系。

6.按照权利要求5的设备，其中各个波导芯之间互相接触。

7.按照权利要求5的设备，其中：

上芯层与上包层和中包层之间的折射率对比度约小于5％；

下芯层与下包层和中包层之间的折射率对比度约小于5％；

第一波导芯与中包层之间的折射率对比度约小于5％；和

第二波导芯与中包层之间的折射率对比度约大于5％。

8.按照权利要求7的设备，其中第二波导芯基本限制至少沿部分光波导长度的传播光模。

9.按照权利要求7的设备，其中：

上包层，中包层，和下包层包含石英或掺杂石英；

上芯层和下芯层以及第一波导芯包含掺杂石英；和

第二波导芯包含氮化硅或氧氮化硅。

10.按照权利要求9的设备，其中：

上芯层和下芯层中每个芯层的厚度是在约0.3μm与约2μm之间；

第一波导芯的厚度是在约0.3μm与约1μm之间，而它的宽度是在约3μm与约12μm之间；

第二波导芯的宽度约小于2μm，而它的厚度约小于200nm；

下芯层与第一波导芯之间中包层的厚度是在约1μm与约3μm之间；和

上芯层与第一波导芯之间中包层的厚度是在约1μm与约3μm之间。

11.按照权利要求7的设备，其中：

在沿部分波导的纵向上，第二波导芯至少沿一个横向维度是变细的；

第二波导芯是充分地逐渐变细，为的是基本避免与多余光模的光耦合；和

该设备的功能是耦合被第一波导芯和第二波导芯分别支持的传播光模之间的光信号。

12.按照权利要求2的设备，还包括：光纤或第二平面型光波导，其中该平面型光波导终止在波导端面，波导芯以及上波导芯层和下波导芯层中的每一个可以达到波导端面，和该平面型光波导通过端面光学端耦合到该光纤或第二平面型光波导。

13.按照权利要求12的设备，还包括：平面型光波导在波导端面附近的变细段，其中上芯层和下芯层沿朝向波导端面的终端波导段是双向变细；

其中被支持的光模至少部分地是受在波导端面的上芯层和下芯层基本双向限制。

14.按照权利要求13的设备，其中变细的波导段是被各自的伸出面双向约束，而上芯层和下芯层以及各个包层是沿平面型光波导的终端段被伸出面双向约束。