[发明专利]一种基于二氧化硅光波导的三维边缘耦合器

权利要求书

1.一种基于二氧化硅光波导的三维边缘耦合器，其特征在于：从下至上依次由基底层（4）、下包层（5）、下层条带（3）、第一中间包层（6）、中间波导芯层（1）、第二中间包层（7）、上层条带（2）和上包层（8）组成，下层条带（3）位于下包层（5）之上且被包覆在第一中间包层（6）之中，中间波导芯层（1）位于第一中间包层（6）之上且被包覆在第二中间包层（7）之中，上层条带（2）位于第二中间包层（7）之上且被包覆在上包层（8）之中；下层条带（3）与上层条带（2）的结构与尺寸完全相同，在与光传输方向垂直的截面上，下层条带（3）、上层条带（2）与中间波导芯层（1）垂直对准，中心位置偏移量为0 μm；下包层（5）、第一中间包层（6）、第二中间包层（7）、上包层（8）的材料均为低折射率的二氧化硅，下层条带（3）、中间波导芯层（1）、上层条带（2）的材料均为高折射率的二氧化硅，基底层（4）为硅；中间波导芯层（1）由锥形耦合波导Core₁和输出波导Core₂构成，Core₁为宽度线性变窄的锥形结构波导，Core₂为矩形结构直波导；下层条带（3）和上层条带（2）为结构尺寸相同的矩形结构直波导；

其中，低折射率二氧化硅的折射率为1.445，高折射率二氧化硅的折射率为1.481，硅的折射率为3.455；Core₁的输入端宽度W₁=8μm，输出端宽度W₂=3.5μm，厚度H₁=3.5μm，长度L₁=95μm；Core₂的输入端和输出端宽度相同为W₂=3.5μm，厚度H₁=3.5μm，长度L₂=20μm；下层条带（3）和上层条带（2）的输入端和输出端宽度相同为W₃=3.5μm，厚度H₂=1.5μm，长度L₃=97μm；下层条带（3）与中间波导芯层（1）之间、上层条带（2）与中间波导芯层（1）之间的二氧化硅中间层的厚度Gap=0.4μm~1.2μm；下层条带（3）与中间波导芯层（1）之间、上层条带（2）与中间波导芯层（1）之间的二氧化硅中间层的厚度Gap=0.8μm。