[实用新型]一种基于多层波导材料结构的端面耦合器

权利要求书

1.一种基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：包括：上包层(1)、衬底层(2)、埋氧层(3)、第一波导层(4)、第一隔离层(5)、第二波导层(6)、第二隔离层(7)、第三波导层(8)；

所述埋氧层(3)置于衬底层(2)之上，所述第一波导层(4)置于埋氧层(3)之上，所述第一隔离层(5)置于第一波导层(4)之上，所述第二波导层(6)置于第一隔离层(5)之上，所述第二隔离层(7)置于第二波导层(6)之上，所述第三波导层(8)置于第二隔离层(7)之上；所述第一波导层(4)、所述第二波导层(6)与所述第三波导层(8)同向设置；所述第一波导层(4)为两根输入S形波导X1和一根输出波导X2；所述第一波导层(4)中的输入S形波导X1，由输入锥形波导Y1、输入直波导Y2、S形弯曲波导Y3、输入直波导Y4和输出锥形波导Y5依次连接构成；所述第一波导层(4)中的输出波导X2由输入锥形波导H1、输入直波导H2和输出锥形波导H3依次连接构成；输入锥形波导Y1的尖端和输入锥形波导H1的尖端朝向左侧，输出锥形波导Y5的尖端和输出锥形波导H3的尖端朝向右侧；所述第三波导层(8)中的波导结构与所述第一波导层(4)中的波导结构相同，两层结构中对应波导结构在垂直方向对齐；所述第二波导层(6)为中间波导层含有一根输出波导X3，由输入锥形波导Z1和输出直波导Z2依次连接构成；所述上包层(1)置于第三波导层(8)之上。

2.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导层(4)、第二波导层(6)和第三波导层(8)的波导材料为硅基波导Si、SiN、SiON或α-Si。

3.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：所述第一隔离层(5)和第二隔离层(7)均为二氧化硅。

4.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导层(4)和第三波导层(8)的最左侧两根波导结构相同且对称，所述第一波导层(4)和第三波导层(8)的两根输入S形波导X1的输出端与输出波导X2在水平平面形成三波导结构的定向耦合器结构。

5.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导层(4)或第三波导层(8)左侧两根输入锥形波导Y1间距在0.5-5μm之间。

6.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导层(4)和所述第三波导层(8)中的各输出波导X2与所述第二波导层(6)中的输出波导X3在同一垂直面并形成垂直方向的三波导结构的定向耦合器结构。

7.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：所述第一波导层(4)与所述第三波导层(8)的各输出波导X2通过DC结构实现耦合的方式耦合到所述第二波导层(6)中的输出波导X3。

8.根据权利要求1所述的基于多层波导材料结构的端面耦合器，其特征在于：波导与光纤、激光器耦合通过四个输入锥形波导Y1通过每层水平方向的三波导结构的定向耦合器将该层两根连接输入锥形波导Y1的信号光耦合依次通过输入直波导Y2、S形弯曲波导Y3、输入直波导Y4、输出锥形波导Y5，最后耦合进入输出波导X2，所述第一波导层(4)与所述第三波导层(8)两层输出波导X2与所述第二波导层(6)的输出波导X3形成垂直方向的三波导结构的定向耦合器，通过该垂直方向的三波导结构的定向耦合器，所述第一波导层(4)与所述第三波导层(8)两层的信号光将进入所述第二波导层(6)输出波导X3。