[发明专利]波导及包含其的激光器

说明书

本申请实施例涉及波导及包含其的激光器。根据本申请的一些实施例，一种波导，其包括：芯层；以及位于芯层上方的上包层；其中所述上包层的上表面包括台阶式表面，所述台阶式表面沿着光传输的方向包括：第一表面；斜表面；以及第二表面，其中所述斜表面自所述第一表面斜向下延伸到所述第二表面，其中所述台阶式表面用于由所述波导出射的光能够通过倏逝波耦合经由所述第三波导传输到所述第二波导。本申请实施例提供的波导及包含其的激光器可有效解决传统技术中遇到的问题。

技术领域

本申请实施例大体上涉及半导体技术领域，更具体地，涉及波导及包含其的激光器。

背景技术

光芯片的小型化低成本等要求光源、光路和探测器等组件的集成，通过减小耦合损耗以减小芯片能耗、提高芯片性能等也要求有源器件和无源器件的低损耗集成。对于激光器与(基于硅或铌酸锂等)无源波导芯片的耦合，目前采用较多的是如下一些方式：独立的激光器芯片为端面出射，使用某种模斑转换结构将其出射端面与光纤端面进行耦合，激光沿着光纤传输到光纤另一端端面出射，再通过芯片上的垂直光纤耦合器进入芯片上的无源波导中；激光器直接端面出射，光束通过透镜聚焦成较小的模斑后直接端面耦合入射进芯片的无源波导，波导端面可以设置端面耦合器以减小对准要求和耦合损耗，在激光器和芯片之间通常还要设置光隔离器以防止光反射进入激光器，或者在波导端面设置有一定的倾角以避免光线的原路返回。这两种方式中，最终的耦合损耗还是很大(一般大于5dB)，而且集成度不高。目前还有一种处于研究阶段的方案是激光器的异质生长，所谓的heterogeneous integration，通过在硅或二氧化硅等材料上异质生长III-V族等材料制备激光器，但是由于晶格失配以及热应力不匹配等问题，目前技术不甚成熟，一般所得激光器功率较低(mW水平)，明显低于晶格匹配的III-V激光器(百mW水平)，对功率要求较高的情况还不适用。

因此，本申请提出一种波导及包含其的激光器。

发明内容

本申请实施例的目的之一在于提供一种波导及包含其的激光器，与传统的方法与结构相比，其可显著提升工艺效率与产品良率，同时减少光损耗。

本申请的一实施例提供一种波导，其包括：芯层；以及位于芯层上方的上包层；其中上包层的上表面包括台阶式表面，该台阶式表面沿着光传输的方向包括：第一表面；斜表面；以及第二表面，其中斜表面自第一表面斜向下延伸到第二表面；台阶式表面用于由波导出射的光能够通过倏逝波耦合经由第三波导传输到第二波导。

本申请的另一实施例提供一种光学组件，例如激光器，其包括上述波导。

本申请的再一实施例还提供一种光学组件，其包括：上述波导；位于波导上方的第二波导；以及位于波导和第二波导中间的第三波导；其中第三波导位于波导的第二表面的上方，使得由波导出射的光能够通过倏逝波耦合经由第三波导传输到第二波导。

根据本申请的一些实施例，其中第三波导包括：左端，其下表面用于耦接波导；以及右端，其与左端相对，且左端的上表面的至少一部分耦接第二波导。

根据本申请的一些实施例，其中第三波导的左端的第一部分的厚度沿着第一波导的长度方向渐增。

根据本申请的一些实施例，邻近左端的第一部分的第二部分具有相同的厚度。

根据本申请的一些实施例，其中右端的厚度沿着第一波导的长度方向递减。

根据本申请的一些实施例，左端和所述右端之间的距离接近为零。

根据本申请的一些实施例，第三波导是非晶硅波导。

与现有技术相比，本申请实施例提供的波导及包含其的激光器有望替代传统的结构，通过宽波导与宽波导的对准键合、使用高折射率的波导实现高折射率激光器中激光以很小的损耗倏逝波耦合到低折射率材料的波导中，不仅提高了产品良率，还有效减少了光耦合损耗。

附图说明