[发明专利]一种SNSPD阵列与光波导阵列的耦合装置及方法

权利要求书

1.一种SNSPD阵列与光波导阵列的耦合装置，其特征在于，包括：

第一组件；所述第一组件自下而上依次包括金属底座和SNSPD阵列芯片；所述SNSPD阵列芯片自下而上依次包括硅衬底层、DBR介质层和氮化铌层，所述氮化铌层的上表面刻蚀有SNSPD阵列；

第二组件；所述第二组件包括光波导阵列；当将所述光波导阵列与所述SNSPD阵列直接垂直对准耦合时，所述光波导阵列中的单元光波导与所述SNSPD阵列中的单元SNSPD一一对应，所述SNSPD阵列中的单元SNSPD对应的光敏面积大于所述光波导阵列中的单元光波导对应的模场直径；

固定组件；所述固定组件包括固定座；所述固定座的一端与所述光波导阵列的侧表面连接，所述固定座的另一端与所述金属底座的上表面连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光波导阵列包括以下任意一种：

光纤阵列；或者，

光纤阵列和飞秒激光直写波导；所述光纤阵列包括单模光纤阵列或多模光纤阵列；

所述第二组件还包括连接槽；

所述光纤阵列与所述连接槽连接；或者，

所述光纤阵列、所述连接槽和所述飞秒激光直写波导依次连接；

所述连接槽用于确定所述光纤阵列与所述飞秒激光直写波导耦合后形成的光束通道的位置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定组件还包括紫外固化胶或低温胶；

所述紫外固化胶或低温胶用于将所述光波导阵列与所述SNSPD阵列固定。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述SNSPD阵列包括但不限于一维线阵或者二维面阵。

5.一种SNSPD阵列与光波导阵列的耦合方法，其特征在于，包括：

获取硅衬底层；

在所述硅衬底层上制备DBR介质层；

在所述DBR介质层上表面制备氮化铌层，以及在所述氮化铌层的上表面刻蚀出SNSPD阵列；

利用对准辅助装置将光波导阵列垂直对准所述SNSPD阵列进行耦合，使得所述光波导阵列中的单元光波导与所述SNSPD阵列中的单元SNSPD一一对应，所述SNSPD阵列中的单元SNSPD对应的光敏面积大于所述光波导阵列中的单元光波导对应的模场直径；

利用固定组件将所述光波导阵列固定在金属底座上。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光波导阵列包括单模光纤阵列；

所述单模光纤阵列中的单根光纤与所述SNSPD阵列中的单元SNSPD一一对应。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光波导阵列包括单模光纤阵列和飞秒激光直写波导；

所述单模光纤阵列中的单根光纤与所述飞秒激光直写波导中的单元波导一一对应，所述飞秒激光直写波导中的单元波导与所述SNSPD阵列中的单元SNSPD一一对应。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光波导阵列包括多模光纤阵列和飞秒激光直写波导；

所述多模光纤阵列中的单根光纤与所述飞秒激光直写波导中的单元波导一一对应，所述飞秒激光直写波导中的单元波导与所述SNSPD阵列中的单元SNSPD一一对应。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用对准辅助装置将光波导阵列垂直对准所述SNSPD阵列进行耦合，包括：

利用高精度四维移动平台将所述光波导阵列垂直对准所述SNSPD阵列进行耦合。