[发明专利]硅基光斑模场转化器及其制作工艺

权利要求书

1.一种硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述硅基光斑模场转化器包括：第一模斑转化器波导和第二模斑转化器波导；

所述第一模斑转化器波导位于所述第二模斑转化器波导的顶面上，且其一端的端面与所述第二模斑转化器波导一端的端面对齐；

所述第一模斑转化器波导一端形成第一单模波导，其余部分的宽度沿远离所述第一单模波导的方向非线性减小；所述第二模斑转化器波导另一端形成第二单模波导，其余部分的宽度沿靠近所述第二单模波导的方向线性减小。

2.根据权利要求1所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述第一模斑转化器波导位于所述第二模斑转化器波导的顶面的中间位置。

3.根据权利要求1或2所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述第一模斑转化器波导和第二模斑转化器波导均左右对称设置。

4.根据权利要求1所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述第一单模波导内部的TE或TM基模的光场能量分布能够与单模光纤匹配。

5.根据权利要求1或4所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述第二单模波导内部的TE或TM基模的光场能量分布能够与单模硅基波导匹配。

6.根据权利要求1所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述硅基光斑模场转化器还包括光纤座；

所述光纤座上开设有V型槽，所述光纤座形成于所述第一模斑转化器波导和第二模斑转化器波导对齐的端面上。

7.根据权利要求6所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述V型槽的两个壁面的法线交点与收容于所述V型槽中的光纤的轴线重合。

8.根据权利要求6所述的硅基光斑模场转化器，其特征在于，所述光纤座通过刻蚀方式一体形成于所述第一模斑转化器波导和第二模斑转化器波导对齐的端面上。

9.一种如权利要求6、7、8任一项所述硅基光斑模场转化器的制作工艺，其特征在于，所述硅基光斑模场转化器的制作工艺包括：

S1、提供硅衬底；

S2、在硅衬底上制作顶层的第一模斑转化器波导；

S3、在硅衬底上继续制作底层的第二模斑转化器波导；

S4、制作所述硅基光斑模场转化器的耦合端面；

S5、在制作的端面结构侧制作光纤座，并在所述光纤座上开设V型槽结构。

10.根据权利要求9所述的硅基光斑模场转化器的制作工艺，其特征在于，所述硅基光斑模场转化器的制作工艺具体包括：

S1、提供硅衬底；

S2、在硅衬底上制作第一模斑转化器波导：

利用PECVD法生长氧化层，在生长的氧化层上涂覆光刻胶，通过光刻显影、氧化层刻蚀的方式制作需求的图形，去除光刻胶，通过干法刻蚀的方式形成顶层的第一模斑转化器波导；

S3、在硅衬底上继续制作底层的第二模斑转化器波导：

在制作的所述第一模斑转化器波导的外围涂覆光刻胶，通过光刻显影的方式制作需求的图形，去除光刻胶，通过干法刻蚀的方式形成底层的第二模斑转化器波导；

S4、制作所述硅基光斑模场转化器的耦合端面：

在第一模斑转化器波导和第二模斑转化器形成耦合端面的一端涂覆光刻胶，通过光刻显影、氧化层刻蚀的方式制作需求的图形，去除光刻胶，通过干法刻蚀的方式形成耦合端面；

S5、在制作的端面结构侧制作光纤座，并在所述光纤座上开设V型槽结构：

在刻蚀区域涂覆光刻胶，并光刻显影，通过埋氧层干法刻蚀、硅衬底湿法刻蚀形成V型槽结构，去除光刻胶，通过PECVD法生长氮化硅；

S6、制作导胶槽结构：

涂覆光刻胶、在耦合端面前端1μm-2μm处切割导胶槽，去除光刻胶、清洗。