[发明专利]定向耦合器

摘要

一种定向耦合器，利用二维长方晶格柱状光子晶体的自准直效应实现，属于半导体光学技术领域。该定向耦合器通过在相邻两排硅柱的长边中间引入一定数量、相同尺寸的耦合柱体，这样，在一排柱体中传播的自准直光束被引入的中间柱体耦合到另一排柱体中继续自准直传播，通过控制中间柱体的数量可以控制两排柱体中自准直光束传输功率的比例，从而实现相邻两排硅柱间的光耦合。相对于传统定向耦合器，本发明提供的光子晶体定向耦合器能够将器件耦合长度控制在10μm以内甚至更短，这使总体器件的长度极大缩短，结构更为紧凑。同时，通过控制中间柱体的数量可以控制两排柱体中自准直光束传输功率的比例，能够灵活控制耦合效率。

主权项

一种定向耦合器，其特征在于：其包括在SOI衬底的顶层硅上刻蚀形成，并由硅柱组成的呈长方晶格排列的柱状光子晶体结构，相邻的两排硅柱(110、120)之间设有耦合柱体(201)；所述耦合柱体与所述相邻的两排硅柱的柱体对齐，且其至所述相邻两排硅柱的距离相等；所述呈长方晶格排列的长边的长度b至少为柱状光子晶体结构中硅柱半径r的四倍，所述相邻的两排硅柱分别作为输入波导和输出波导；所述SOI衬底包括衬底硅层(101)、位于衬底硅层(101)上的二氧化硅埋层(102)以及位于该二氧化硅埋层(102)上的顶层硅(103)。