[发明专利]具有反射式光栅的混合平面光波导线路

权利要求书

1.一种平面光波导线路PLC器件，其包括：

输入口，用于发射输入光束；

第一基底上的平板波导，所述平板波导限定上覆层和下覆层之间的核心层，具有在其间形成的向下至所述核心层的槽；

设置在第二基底上的反射式衍射光栅，所述反射式衍射光栅被安装在所述槽中，所述槽与用于使所述输入光束衍射的所述输入口光学地耦合；以及

第一输出口，其与所述反射式衍射光栅光学地耦合，用于输出由所述反射式衍射光栅改向的所述输入光束的至少一部分；

由此所述核心层和所述反射式衍射光栅由不同的材料单独地制成。

2.如权利要求1所述的PLC器件，其中所述反射式衍射光学器件是反射式衍射光栅，所述反射式衍射光栅包括多个齿，所述多个齿采用从硅、硅基材料和磷化铟所组成的组中选择的材料蚀刻而成。

3.如权利要求1或2所述的PLC器件，其中所述平板波导包括硅基二氧化硅结构，其中所述核心层是二氧化硅。

4.如权利要求1、2或3所述的PLC器件，还包括在所述槽中的在所述核心层和所述反射式光学器件之间的粘合剂；其中所述粘合剂具有与所述核心层的折射率匹配的折射率。

5.如权利要求1到4中任一项所述的PLC器件，还包括从所述第二基底延伸的突出部分，所述突出部分具有与所述平板波导的平坦部分接触的接触表面，用于将所述第二基底从所述平板波导间隔开，以避免在所述平板波导上的表面异常。

6.如权利要求5所述的PLC器件，其中所述接触表面与所述第二基底成锐角，由此所述第二基底被安装成与所述第一基底成锐角，用于与所述核心层成锐角地引导所述输入光束。

7.如权利要求1到6中任一项所述的PLC器件，其中所述反射式衍射光栅将所述输入光束分成多个组成波长；其中所述PLC器件进一步包括用于输出所述多个组成波长的多个输出口。

8.如权利要求1到7中任一项所述的PLC器件，其中所述反射式衍射光栅包括在所述第二基底中的弯曲面、凹面或抛物面反射表面。

9.如权利要求1到8中任一项所述的PLC器件，还包括在所述反射式衍射光栅上的第一对准装置，以及在所述槽中与所述第一对准装置啮合的第二对准装置，用于使所述反射式衍射光栅与所述核心层对准。

10.如权利要求1到9中任一项所述的PLC器件，其中所述反射式衍射光栅具有由面长度限定的多个反射壁和由侧壁长度限定的多个侧壁；且其中由面长度除以侧壁长度所限定的所述衍射光栅的长宽比大于3。

11.如权利要求10所述的PLC器件，其中所述长宽比大于5。

12.如权利要求10所述的PLC器件，其中所述长宽比大于10。

13.如权利要求1到12中任一项所述的PLC器件，其中所述反射式衍射光栅具有由面长度所限定的多个反射壁和由侧壁长度所限定的多个侧壁；且其中所述侧壁长度小于或等于所述输入光束的平均波长的两倍。

14.如权利要求13所述的PLC器件，其中所述侧壁长度小于或等于所述输入光束的平均波长。

15.一种形成平面光波导线路的方法，包括以下步骤：

a)在第一基底上形成平板波导，所述第一基底包括上覆层和下覆层之间的核心层；

b)在平板波导中形成向下至所述核心层的槽；

c)在第二基底上形成衍射光栅；以及

d)将所述衍射光栅安装在所述槽中。

16.如权利要求15所述的方法，其中步骤c)包括在不同于所述核心层的适当的材料中DRIE蚀刻所述衍射光栅；以及用反射材料涂覆所述衍射光栅。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述适当的材料从由硅、硅基材料和磷化铟所组成的组中选择。

18.如权利要求15、16或17所述的方法，其中步骤a)包括形成二氧化硅材料的所述核心层。

19.如权利要求15到18中任一项所述的方法，其中步骤d)包括将所述第二基底倒装芯片式地接合到所述平板波导上，其中使所述衍射光栅位于所述槽中。