[发明专利]一种缩短耦合长度的3dB定向耦合器及其制作方法

权利要求书

1.一种缩短耦合长度的3dB定向耦合器，包括基底（6），其特征在于，所述基底（6）上从下至上依次覆盖有下包层（3）、中间包层（4）和上包层（5），所述中间包层（4）中设有第一耦合波导（1），上包层（5）中设有第二耦合波导（2），且第一耦合波导（1）和第二耦合波导（2）上均设有弧形波导和直波导，且弧形波导设置在直波导的中部；所述第一耦合波导（1）的弧形波导的突出部与第二耦合波导（2）的弧形波导的突出部相对应并组成耦合区。

2.根据权利要求1所述的缩短耦合长度的3dB定向耦合器，其特征在于，所述第一耦合波导（1）和第二耦合波导（2）的波导宽度和厚度均为6μm，且第一耦合波导（1）和第二耦合波导（2）之间的垂直距离为1.98μm。

3.根据权利要求1或2所述的缩短耦合长度的3dB定向耦合器，其特征在于，所述弧形波导包括第一弧形波导（9）、第二弧形波导（10）、第三弧形波导（11）和第四弧形波导（12），所述直波导包括第一直波导（7）和第二直波导（8），且第一直波导（7）和第二直波导（8）对称设置；所述第一直波导（7）的一端与第一弧形波导（9）的一端相连接，第一弧形波导（9）的另一端与第二弧形波导（10）的一端相连接，第二弧形波导（10）的另一端与第三弧形波导（11）的一端相连接，第三弧形波导（11）的另一端与第四弧形波导（12）的一端相连接，第四弧形波导（12）的另一端与第二直波导（8）的一端相连接；所述第一弧形波导（9）和第二弧形波导（10）相连所构成的弧与第三弧形波导（11）和第四弧形波导（12）相连所构成的弧对称，且第一弧形波导（9）的弯曲方向与第二弧形波导（10）的弯曲方向相反。

4.根据权利要求3所述的缩短耦合长度的3dB定向耦合器，其特征在于，所述第一弧形波导（9）、第二弧形波导（10）、第三弧形波导（11）和第四弧形波导（12）的弯曲半径均为12000μm。

5.根据权利要求3所述的缩短耦合长度的3dB定向耦合器，其特征在于，所述第一弧形波导（9）、第二弧形波导（10）、第三弧形波导（11）和第四弧形波导（12）的弯曲加工角度均为2.5°。

6.根据权利要求3所述的缩短耦合长度的3dB定向耦合器，其特征在于，所述基底（6）的材料为单晶硅或石英片。

7.一种缩短耦合长度的3dB定向耦合器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，清洗基底（6）表面；

S2，在基底（6）上形成下包层（3）；

S3，在下包层（3）上形成第一掺锗二氧化硅波导层；

S4，在第一掺锗二氧化硅波导层上形成第一多晶硅硬掩膜层；

S5，在第一多晶硅硬掩膜层上涂覆第一光刻胶，将光刻板I上的第一耦合波导（1）的图形转移到第一光刻胶上，并按照第一光刻胶上的图形通过光刻技术在第一多晶硅硬掩模层上形成第一耦合波导（1）的基本图形；

S6，将第一光刻胶除去；

S7，按照第一多晶硅硬掩膜层上的第一耦合波导（1）的基本图形对第一掺锗二氧化硅波导层进行刻蚀；

S8，将第一多晶硅硬掩膜层除去，得到第一耦合波导（1）；

S9，在下包层（3）和第一耦合波导（1）上生长中间包层（4）；

S10，在中间包层（4）上形成第二掺锗二氧化硅波导层；

S11，在第二掺锗二氧化硅波导层上形成第二多晶硅硬掩膜层；

S12，在第二多晶硅硬掩膜层上涂覆第二光刻胶，将光刻板II上第二耦合波导（2）的图形转移到第二光刻胶上，并按照第二光刻胶上的图形通过光刻技术在第二多晶硅硬掩模层上形成第二耦合波导（2）的基本图形；

S13，将第二光刻胶除去；

S14，按照第二多晶硅硬掩膜层上的第二耦合波导（2）的基本图形对第二掺锗二氧化硅波导层进行刻蚀；

S15，将第二多晶硅硬掩膜层除去，得到第二耦合波导（2）；

S16，在中间包层（4）和第二耦合波导（2）上形成上包层（5）；

S17，对上包层进行退火处理，退火完成后即完成3dB定向耦合器的制作。