[发明专利]基于双三叉戟亚波长光栅结构的端面耦合器

权利要求书

1.一种基于双三叉戟亚波长光栅结构的端面耦合器，其特征在于，包括：位于衬底层且对称设置的三个锥形亚波长光栅、三个亚波长光栅波导、若干用于模式转换的锥形波导和直波导，其中：锥形亚波长光栅和对应的亚波长光栅波导相连，锥形波导位于亚波长光栅波导之间，用于光在芯片上传输的直波导及其对应的锥形波导位于端面耦合器的输出端；将光通过单模光纤耦合导入SOI芯片后沿第一至第三锥形亚波长光栅波导传输，进入第一至第三亚波长光栅波导，并进一步从亚波长光栅波导耦合到第一和第二锥形波导后进入第三和第四锥形波导，最后光会耦合到第五锥形波导并最终进入直波导后以TE0模式形式输出。

2.根据权利要求1所述的基于双三叉戟亚波长光栅结构的端面耦合器，其特征是，所述的端面耦合器中的第二锥形亚波长光栅、第二亚波长光栅波导和直波导位于端面耦合器的中轴线上，第一、第二锥形亚波长光栅、第一、第二亚波长光栅波导和第一锥形波导组成三叉戟结构；第二、第三锥形亚波长光栅、第二、第三亚波长光栅波导和第二锥形波导也组成三叉戟结构。

3.根据权利要求1所述的基于双三叉戟亚波长光栅结构的端面耦合器，其特征是，所述的锥形亚波长光栅为宽度渐变，靠近单模光纤的端面的锥形亚波长光栅的宽度由窄变宽，距离端面第i个硅方块的宽度满足：其中：w1为锥形亚波长光栅尖端处的宽度，w2为锥形亚波长光栅末端的宽度，L为光栅的长度，P为周期。

4.根据权利要求1所述的基于双三叉戟亚波长光栅结构的端面耦合器，其特征是，所述的亚波长光栅波导为宽度不变。

5.根据权利要求1所述的基于双三叉戟亚波长光栅结构的端面耦合器，其特征是，所述的端面耦合器的第一、第三锥形亚波长光栅的外侧设有用于限制光场扩散的沟槽。

6.一种基于电子束光刻的制备上述任一权利要求所述端面耦合器的方法，其特征在于，通过一次电子束光刻实现硅结构后覆盖二氧化硅层，再在耦合器两边刻蚀用于限制光场扩散的沟槽结构。