[发明专利]一种具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器，其特征在于，该波导耦合器包括衬底（1）、缓冲层（2）、波导（3）、锥形波导（4）、光栅反射镜（5）和光纤（6），光栅反射镜（5）的反射面设有阶梯光栅，缓冲层（2）固定连接在衬底（1）的顶面，波导（3）、锥形波导（4）和光栅反射镜（5）固定连接在缓冲层（2）的顶面，锥形波导（4）的高度等于波导（3）的高度，锥形波导（4）的纵截面呈锥形，锥形波导（4）的一端为窄端，锥形波导（4）的另一端为宽端，且锥形波导（4）的窄端与波导（3）的输入端固定连接，锥形波导（4）的宽端与光栅反射镜（5）的反射面相对，光纤（6）竖直放置，光纤（6）位于光栅反射镜（5）的上方，且光纤（6）的输出端与光栅反射镜（5）的反射面相对。

2.按照权利要求1所述的具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器，其特征在于，所述的波导（3）的截面尺寸小于等于4μm×4μm。

3.按照权利要求1所述的具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器，其特征在于，所述的衬底（1）为硅材料制成。

4.按照权利要求1所述的具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器，其特征在于，所述的缓冲层（2）为二氧化硅材料制成。

5.一种权利要求1所述的具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

步骤10）：取一硅衬底（1），在硅衬底（1）上制备厚度15μm到20μm的二氧化硅缓冲层（2）；利用等离子体增强化学气相沉积方法，250°C-400℃下，在二氧化硅缓冲层（2）上生长掺杂二氧化锗的二氧化硅，形成厚度为6μm-10μm的波导层（7），且波导层（7）的折射率高于缓冲层（2）的折射率；

步骤20）：在波导层（7）上，重复利用光刻和刻蚀工艺，制备光栅反射镜（5）；

步骤30）：在波导层（7）上，利用光刻和刻蚀工艺制备锥形波导（4）；

步骤40）：在波导层（7）上，利用光刻和刻蚀工艺制备波导（3）；

步骤50）：对步骤40）得到的样片，去除残留掩膜，得到具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器。

6.根据权利要求5所述的具有阶梯光栅反射镜的波导耦合器的制备方法，其特征在于，所述的步骤20）中，所述的光刻是指把掩膜版的图形复制到波导层（7）上，在每次光刻之后，分别进行刻蚀工艺，制备光栅反射镜（5）。