[发明专利]端面耦合器及其制作方法、端面耦合方法

权利要求书

1.一种端面耦合方法，其特征在于，包括：

提供一光纤固定块(200)，所述光纤固定块(200)的底面开设有沿其长度方向上开设的长槽(200a)；

将光纤(2)放置于所述长槽(200a)内，并使光纤(2)的外周面紧贴于所述长槽(200a)内壁，所述光纤(2)的端面与所述光纤固定块(200)的端面间隔预定距离，所述光纤(2)的纤芯(2a)位于所述长槽(200a)内并与所述光纤固定块(200)的底面相切；

将所述光纤固定块(200)的底面贴合于光子芯片(1)的上表面，并使所述光纤(2)的端面抵接所述光子芯片(1)的端面，使所述纤芯(2a)与所述光子芯片(1)上的模斑转换器(100)的端面对准并将二者粘合，所述模斑转换器(100)的一个楔形端的底面至少部分与波导(1b)的上表面键合；

其中，利用端面耦合器的制作方法制作形成所述模斑转换器(100)，所述制作方法包括：

提供一光子芯片(1)，在所述光子芯片(1)的耦合端的上表面具有波导(1b)；

在所述耦合端的上表面形成一层覆盖所述波导(1b)并与所述波导(1b)键合的衬底(10)；

在所述衬底(10)表面涂布一层光刻胶层(20)；

通过分步曝光和显影，将所述光刻胶层(20)制作成楔形结构(202)，所述楔形结构(202)的正投影至少与所述波导(1b)部分重叠，且越远离所述波导(1b)的端面，所述楔形结构的截面积越大；

通过对所述衬底(10)进行刻蚀，以在所述衬底(10)上形成与所述楔形结构(202)对应的模斑转换器(100)。

2.根据权利要求1所述的端面耦合方法，其特征在于，所述衬底(10)与所述波导(1b)键合的键合面(P)高于所述衬底(10)中的硅层的底面。

3.根据权利要求2所述的端面耦合方法，其特征在于，所述衬底(10)为硅片，所述键合面(P)高于所述硅片的底面。

4.根据权利要求2所述的端面耦合方法，其特征在于，所述衬底(10)为SOI片，所述键合面(P)高于所述SOI片中的顶层硅的底面。

5.根据权利要求1-4任一所述的端面耦合方法，其特征在于，在所述衬底(10)表面涂布一层光刻胶层(20)的步骤前，还包括步骤：将所述衬底(10)减薄至预定厚度，所述预定厚度大于所述波导(1b)的厚度。

6.根据权利要求1-4任一所述的端面耦合方法，其特征在于，通过分步曝光和显影，将所述光刻胶层(20)制作成楔形结构(202)的步骤包括：

在所述光刻胶层(20)的至少一个表面形成朝向所述波导(1b)的端面延伸的阶梯状表面，所述阶梯状表面包括多个依次相连的台阶，且越靠近所述波导(1b)的端面，所述台阶所在的断面的面积越小。

7.根据权利要求6所述的端面耦合方法，其特征在于，通过分步曝光和显影，将所述光刻胶层(20)制作成楔形结构(202)的步骤还包括：

在形成所述阶梯状表面后，采用热熔回流的方式使所述阶梯状表面形成连续的平面。

8.根据权利要求1所述的端面耦合方法，其特征在于，所述长槽(200a)的截面为V型。