[实用新型]硅基光斑模场转化器

说明书

本实用新型提供一种硅基光斑模场转化器，其包括：第一模斑转化器波导和第二模斑转化器波导；第一模斑转化器波导位于第二模斑转化器波导的顶面上，且其一端的端面与第二模斑转化器波导一端的端面对齐；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第一单模波导的方向非线性减小；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第二单模波导的方向线性减小。本实用新型的有益效果是：(1)耦合损耗小于1.5dB，(2)波长相关性小，工作波长可覆盖O波段及C波段；(3)具有偏振非相关性；(4)通过设计V型槽结构，可实现单模光纤与硅波导的无源耦合，简化耦合工艺，提高封装效率。

技术领域

本实用新型涉及硅基芯片光斑模场转化技术领域，尤其涉及一种硅基光斑模场转化器。

背景技术

在硅基光电子集成芯片的应用中，硅波导与单模光纤的低损耗耦合是一大技术难题。目前，工业界硅基光电子集成芯片普遍采用光栅耦合器来实现220nm高度的硅基单模波导与单模光纤的光场耦合传输。但是，光栅耦合器具有以下缺点：

(1)制备工艺较为复杂，工艺容差小，精度要求高；(2)具有很强的偏振相关性，对于TE和TM偏振的光场模式的耦合效率不同；(3)有较强的波长相关性，最优的耦合工作波长窗口较小；(4)耦合损耗较大，一般在3～4dB；(5)光纤耦合的时候需要使用有源耦合工艺，造成耦合工艺复杂，封装效率低下。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种硅基光斑模场转化器，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种硅基光斑模场转化器，其包括：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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

作为本实用新型的硅基光斑模场转化器的改进，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。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)耦合损耗小于1.5dB，(2)波长相关性小，工作波长可覆盖O波段及C波段；(3)具有偏振非相关性；(4)通过设计V型槽结构，可实现单模光纤与硅波导的无源耦合，简化耦合工艺，提高封装效率。

附图说明