[发明专利]一种可调光栅耦合器

权利要求书

1.一种可调光栅耦合器，其特征在于，包括自上而下依次设置的波导层(1)、介质层(2)和衬底层(5)；所述波导层(1)的材料为电光材料，所述波导层(1)的一端形成有耦合光栅(3)；所述耦合光栅(3)两侧均设置有多个电极(4)，所述耦合光栅(3)一侧的电极(4)与另一侧的电极(4)一一对应设置，形成多个电极对，每个所述电极(4)对的两个电极(4)之间的间距均相等，每相邻两个电极(4)对中位于所述耦合光栅(3)同一侧的两个电极(4)之间的距离相等；每个所述电极对的两个电极(4)之间的电压能够单独进行调节，通过调节所述电极对的两个电极(4)之间的电压能够调节所述电极对之间的耦合光栅(3)的耦合系数，从而调节所述耦合光栅(3)的衍射光场的模场分布，以使得所述衍射光场的模场分布与耦合光纤(6)的模场分布相匹配。

2.根据权利要求1所述的可调光栅耦合器，其特征在于，还包括电压调节机构，用于根据所述耦合光纤(6)的尺寸确定每个所述电极对的两个电极(4)之间的目标电压，根据所述目标电压对所述电极对的两个电极(4)之间的电压进行调整，以使得所述电极对能够通过电光效应改变所述电极对之间的耦合光栅(3)的折射率，从而改变所述电极对之间的耦合光栅(3)的耦合系数。

3.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述波导层(1)的宽度小于所述介质层(2)的宽度，所述电极(4)设置于所述介质层(2)上。

4.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述耦合光栅(3)表面覆盖有保护层，所述保护层的折射率小于所述波导层(1)的折射率。

5.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述耦合光栅(3)的光栅周期、占空比和刻蚀深度均相同，所述耦合光栅(3)的占空比范围为0.25-0.75，所述耦合光栅(3)的刻蚀深度范围为所述波导层(1)总厚度的25％-100％，所述耦合光栅(3)的光栅周期范围为0.5um-2um。

6.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述波导层(1)的另一端为光波导区，所述耦合光栅(3)与所述光波导区之间为过渡区，所述过渡区的宽度从所述耦合光栅(3)向所述光波导区的方向逐渐变窄；所述波导层(1)的厚度范围为0.2um-2um，所述波导层(1)的宽度范围为0.5um-10um。

7.根据权利要求6所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述波导层(1)的材料为铌酸锂材料，所述波导层(1)的法向方向为铌酸锂晶体的X轴方向，光传播方向为铌酸锂晶体的Y轴方向，所述波导层(1)的宽度方向为铌酸锂晶体的Z轴方向。

8.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述介质层(2)为所述波导层(1)的下包层，所述介质层(2)的折射率小于所述波导层(1)的折射率，所述介质层(2)的厚度范围为1.5um-10um。

9.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述衬底层(5)的材料为铌酸锂、钽酸锂、蓝宝石、硅或者碳化硅材料，所述衬底层(5)的厚度范围为100um-1000um。

10.根据权利要求1或2所述的可调光栅耦合器，其特征在于，所述耦合光纤(6)设置于所述耦合光栅(3)上方，所述耦合光纤(6)用于接收所述耦合光栅(3)输出的光或者向所述耦合光栅(3)输入光。