[发明专利]一种基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器

权利要求书

1.一种基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，由第一波导和第二波导级联组成；在第一波导上引入一个高度为h的脊波导；所述的脊波导和第一波导的端面平齐，形成耦合器的初始输入端面，初始输入端面与AWG输出波导的尺寸完全匹配；所述脊波导的长度与第一波导长度相等，脊波导的宽度由初始输入端面向其输出端面逐渐减小，脊波导在第一波导上的投影为等腰梯形；所述第二波导采用由波导输入端面向波导输出端面三维减缩的正锥型结构，第二波导输入端面与第一波导输出端面的尺寸相匹配，第二波导的输出端面与光电探测器的脊波导尺寸完全匹配，第一波导、第二波导和脊波导呈现双阶梯结构。

2.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，初始输入端面的高度H和宽度W均为4.5μm。

3.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，第一波导长度L₁的取值范围是400-1000μm。

4.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，脊波导的输出端面的宽度W_rib的取值范围是0.25-0.75μm。

5.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，第二波导的输出端面宽度W_t＝2μm，高度H_t＝1.048μm。

6.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，第二波导的长度L₂取值范围是500-1000μm。

7.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，脊波导高度h的取值范围为1-3μm。

8.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，AWG输出波导的结构为对称波导，矩形波导芯层为4.5×4.5μm的埋入型波导。

9.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，AWG输出波导的包层和芯层的材料都为二氧化硅，其中芯层使用的是掺杂高折射率二氧化硅，二者的折射率差为Δn＝1.5％。

10.根据权利要求1所述的基于级联波导的双阶梯结构端面耦合器，其特征在于，AWG输出波导通过耦合器耦合至光电探测器的脊波导中心部分，光电探测器的脊波导中心部分尺寸为2μm×1.048μm、高度为0.204μm，下层波导高度为0.884μm。